紙葉類取扱装置
【課題】異常紙葉類を正確に判別することが可能な紙葉類取扱装置を提供することにある。
【解決手段】紙葉類取扱装置１は、紙葉類５の搬送方向に設けられ紙葉類５を搬送するローラ対２０、２１と、下流側のローラ対２１を上流側のローラ対２０より大きい速度で駆動する回転駆動源２３と、ローラ対２０、２１と独立して上流側のローラ対２０に並行して設けられ、紙葉類５の表面状態を検出する検出手段４１と、検出手段４１との間で紙葉類５を通過させる接触部２２と、検出手段４１の検出に基づいて紙葉類５の状態判定を行う判定手段３１、４３とを備え、検出手段４１は、紙葉類５に圧力を付加する圧力付加手段４０、４４と、接触部２２、検出手段４１間の第１所定距離ｂを調整する第１の調整機構４６と、上流側の一方側のローラ２０ａの支持機構５２と第２所定距離ａ離隔され紙葉類５への検出手段４１の接触深さ(ａーｂ)を調整する第二の調整機構４７とを有する。
【解決手段】紙葉類取扱装置１は、紙葉類５の搬送方向に設けられ紙葉類５を搬送するローラ対２０、２１と、下流側のローラ対２１を上流側のローラ対２０より大きい速度で駆動する回転駆動源２３と、ローラ対２０、２１と独立して上流側のローラ対２０に並行して設けられ、紙葉類５の表面状態を検出する検出手段４１と、検出手段４１との間で紙葉類５を通過させる接触部２２と、検出手段４１の検出に基づいて紙葉類５の状態判定を行う判定手段３１、４３とを備え、検出手段４１は、紙葉類５に圧力を付加する圧力付加手段４０、４４と、接触部２２、検出手段４１間の第１所定距離ｂを調整する第１の調整機構４６と、上流側の一方側のローラ２０ａの支持機構５２と第２所定距離ａ離隔され紙葉類５への検出手段４１の接触深さ(ａーｂ)を調整する第二の調整機構４７とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紙幣等の紙葉類の摩擦特性を測定して紙葉類の選別を行う紙葉類取扱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば現金自動取引装置（ＡＴＭ：Automatic Teller Machine）のように、紙幣等の紙葉類を繰り出して搬送する装置においては、ローラ等の搬送手段を紙葉類に接触させ、紙葉類と搬送手段の間に働く摩擦力を利用して紙葉類を繰り出すことにより搬送している。
しかし、紙葉類に加わる摩擦力を決定する係数である紙葉類と搬送手段との間の摩擦係数は、紙葉類の状態、例えばしわの度合いや腰の強さ、汚れ等により変化するため、搬送手段が紙葉類に加える押圧力を一定にした場合においても、紙葉類の状態によっては、ジャム（紙詰まり）やスキュー(紙曲り)、変形等を生じ、エラー発生の原因となることがある。
【０００３】
このため、従来では紙葉類の状態を判別し、紙葉類の摩擦力や摩擦係数等の摩擦特性を検出して、例えば摩擦係数が極端に高い紙幣は装置内に還流させなくしたり、或いは、そのまま出金して利用者に返却するなどして、エラー原因を排除したり、回避するなどの搬送制御を行っている。
紙幣等の紙葉類を搬送しながら、紙葉類の摩擦特性を瞬時に測定できる方法として、下記の特許文献１、２、３に記載の測定方法が提案されている。
【０００４】
特許文献１においては、紙葉類の搬送方向の前後に２組のローラ対を設け、各ローラ対に異なる押圧力を付与して２組のローラ対に異なる速度差を持たせて回転駆動し、一方のローラ対と紙葉類との間に生じるすべりから負荷トルクを測定し、その測定値により紙葉類の摩擦係数を算出して、紙葉類の状態を判断するように構成している。
【０００５】
特許文献２に記載の紙葉類処理装置においては、摩擦ローラからなる分離部において、摩擦ローラの一方の軸端を、紙幣分離時に作用するトルクを摩擦ローラの回転角として検出するセンサを備えたセンサプレートに接続し、検出したトルクにより正常紙幣と異常紙幣とを判別する方法が記載されている。異常紙幣が判別された際には、異常紙幣の搬送速度を減速して搬送することにより、異常紙幣を安定して搬送処理することができ、紙幣ジャムを未然に防止する技術が開示されている。
【０００６】
特許文献３に記載の紙葉類厚さ検知装置においては、紙幣が基準ローラと検知ローラ間を通過する際に検知レバーが回転して紙幣の厚さを測定することが記載されており、紙幣の通過により変位する検知ローラが移動することにより厚さを測定する方法が開示されている。
【特許文献１】特開２００３−３１５１８３号公報(段落００１６、図３等)
【特許文献２】特開平１１−１５７７０６号公報(段落００２１、図１、図６等)
【特許文献３】特開２００２−３２１８４９号公報(段落００１４、図１等)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図１０は、従来の紙葉類取扱装置の二組の一対の送りローラ対２００、２１０を用いて紙葉類の摩擦力測定方法を示す概念的側面図である。
図１０を用いて、従来の紙葉類取扱装置の送りローラ対２００、２１０を用いた紙葉類の表面状態の検出方法の原理について、説明する。
従来の紙葉類取扱装置の紙葉類判別機構は、ＡＴＭ等の紙葉類取扱装置に投入された紙幣が１枚ずつ搬送される図１０に示す紙葉類搬送路１１０と、第一モータ２３０により回転され投入された紙幣５を挟んで送る第１送りローラ対２００と、該第１送りローラ対２００と独立して第二モータ２４０により回転され投入された紙幣５を挟んで送る第２送りローラ対２１０とを具えている。なお、第１送りローラ対２００と第２送りローラ対２１０とは、それぞれ図１０の紙面に垂直方向に一対配設されている。
【０００８】
第１送りローラ対２００には、第１送りローラ対２００の回転トルク、回転速度等を測定する、例えばトルクメータの検出器２２０が接続されており、検出器２２０によって瞬時に紙葉類の送りによる回転トルク、回転速度等の変化量が検出されるように構成されている。
以下、従来の紙葉類取扱装置の紙葉類判別機構の動作を、図１１に従って説明する。なお、図１１は、従来の紙葉類取扱装置の紙葉類判別方法の動作を示すフローチャートである。
【０００９】
まず、ＡＴＭ等において、紙幣５が利用者により、紙幣収容空間(図示せず)に投入される。すると、紙幣収容空間の開閉パネルが自動的に閉塞され、紙幣５が一枚ずつ紙葉類収容空間から繰り出されて、図１０に示す紙幣搬送路１１０内に搬送される。
図１０に示すように、紙幣搬送路１１０においては、第一送りローラ対２００が独立して第一モータ２３０により角速度ω１で回転するとともに、第二送りローラ対２１０が独立して第二モータ２４０により角速度ω２で回転しており、角速度ω１、ω２間には、ω１＜ω２の関係がある。
紙幣搬送路１１０内に搬送される各紙葉類５が第一送りローラ対２００に到達すると、紙葉類５は、その表面、裏面の両面が第一送りローラ対２００に一定の接触荷重Ｎを加えられ挟まれ、第二送りローラ対２１０へ搬送される。
【００１０】
ここで、紙幣５と第二送りローラ対２１０間の摩擦力が紙幣５と第一送りローラ対２００間の摩擦力よりも十分大きく構成されるので、紙幣５は、第二送りローラ対２１０によって加速され、紙幣５と第一送りローラ対２００との間に摩擦力Ｆが発生する。
この摩擦力Ｆを、第一送りローラ対２００のローラに紙葉類５によって加えられたトルクＴまたは回転角度の変化として計測する。
まず、トルクＴと第一送りローラ対２００により紙葉類５に加えられる所定の接触荷重Ｎを用いて、第一送りローラ対２００を速度ω１で、第二送りローラ対２１０を速度ω２（ω２＞ω１）で搬送したときの動摩擦係数μｄを算出する。
【００１１】
送りローラ２００に加わるトルクＴは、摩擦力Ｆ、送りローラ２００の半径ｒとすると、次式で表される。
Ｔ＝ｒ×Ｆ ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥（１）
（１）式より摩擦力Ｆを算出する。そして、次式より動摩擦係数μｄを算出する。
μｄ＝Ｆ／Ｎ ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥（２）
上述したように、送りローラ対２００、２１０の速度差により生じるトルク、または回転角度変化等により紙葉類５の摩擦力Ｆを測定し、動摩擦係数μｄを算出する(図１１のＳ１０１)。
【００１２】
続いて、図１１のＳ１０２において、測定した動摩擦係数μｄが、異常紙幣と正常紙幣とを判別する閾値の動摩擦係数μ０以下か否かが判定され、各紙葉類を異常紙幣と正常紙幣に判別する。ここで、紙葉類５の表面とローラ間の摩擦力Ｆは、紙葉類５の表面状態に大きく影響されるため、紙幣状態の検出に有効である。正常な紙葉類は、その表面状態が滑らかで摩擦力Ｆが小さく動摩擦係数μｄが閾値の動摩擦係数μ０以下になる一方、しわ券、よれ券等の異常紙幣は、その表面状態が悪いために摩擦力Ｆが大きく動摩擦係数μｄが閾値の動摩擦係数μ０より大きくなる。
【００１３】
この判定結果に従い、図１１のＳ１０２において、測定した動摩擦係数μｄが閾値の動摩擦係数μ０以下と判定された場合(図１１のＳ１０２でＹes)、搬送される紙葉類５は正常紙幣と判別され、図示しない紙葉類保管庫へ搬送する(図１１のＳ１０３)。
一方、図１１のＳ１０２において、測定した動摩擦係数μｄが閾値の動摩擦係数μ０より大きいと判別された場合(図１１のＳ１０２でＮo)、搬送される紙葉類５は、搬送不良を起こしやすい異常紙幣と判別され、図示しない一時保管庫へ搬送するかまたは返金する(図１１のＳ１０４)。
【００１４】
このように、トルクメータ等を用いて摩擦力Ｆを検出すれば、紙葉類の正常紙幣か否かの判別は可能であるが、実際にＡＴＭ装置内にトルクメータを搭載することは、製造コストや庫内のスペースの面などから非常に困難である。
加えて、上述の従来技術では、紙幣の種類や基準の厚さが異なる場合、その基準厚さの違いにより摩擦ローラが回転し、紙幣の厚さや種類が変わると計測が正確に行えずに誤動作する場合があり、正常な紙幣が異常紙幣と検出されることが想定される。そのため、複数の基準厚さが異なる種類の紙幣のしわ券、よれ券等の異常紙幣を正確に判別することは殆ど不可能であるという問題がある。
【００１５】
本発明は上記実状に鑑み、紙幣等の紙葉類の種類や基準の厚さが異なる場合においても、しわ券、よれ券等の異常紙葉類を正確に判別することが可能な紙葉類取扱装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成すべく、本発明に関わる紙葉類取扱装置は、紙葉類収容空間に投入された紙葉類を搬送し、該紙葉類が正常な紙葉類か異常な紙葉類かを選別する紙葉類取扱装置であって、紙葉類の搬送方向の上流側、下流側にそれぞれ設けられ紙葉類を搬送する少なくとも２組のローラ対と、下流側のローラ対を上流側のローラ対より大きい速度で回転駆動する２組のローラ対の回転駆動源と、２組の各ローラ対と独立して上流側のローラ対に並行して設けられ、紙葉類の表面状態を検出する検出手段と、検出手段に対向して設けられ、検出手段との間で紙葉類を通過させ該紙葉類に接触する接触部と、検出手段の検出結果に基づいて紙葉類の状態判定を行う判定手段とを備え、検出手段は、搬送中の紙葉類に所定の圧力を付加する圧力付加手段と、接触部と検出手段との間の第１所定距離を調整する第１の調整機構と、上流側のローラ対のうちの一方側のローラの支持機構と第２所定距離離隔され搬送中の紙葉類に対する検出手段の接触深さを調整する第二の調整機構とを有し、搬送される紙葉類の通過時に、上流側のローラ対のうちの一方側のローラが紙葉類の厚さに応じて寸法移動するとともに該移動に伴い検出手段を移動させ、検出手段を、搬送中の紙葉類に第１所定距離減算された接触深さで接触させて回転させることにより、検出手段によって紙葉類の表面状態を検出し、該検出手段の検出結果に基づいて判定手段によって紙葉類の状態判定を行っている。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、紙幣等の紙葉類の種類や基準の厚さが異なる場合においても、しわ券、よれ券等の異常紙葉類を正確に判別することが可能な紙葉類取扱装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。
＜＜第１実施形態＞＞
＜紙葉類取扱装置であるＡＴＭ１の概要＞
図５は、本発明の第１実施形態の紙葉類取扱装置であるＡＴＭ１の初期状態を示す内部の概念的側断面図である。
実施形態の紙葉類取扱装置であるＡＴＭ１は、銀行などの金融機関の等の入金システムに利用されるものであり、利用者によってＡＴＭ１に投入された紙葉類である紙幣５を、正常紙幣とよれ券、しわ券等の異常紙幣とに判別している。
【００１９】
図５に示すように、ＡＴＭ１は、利用者によって投入口３を通して紙幣５が投入される紙幣収容空間６と、紙幣収容空間６内を可動であるとともに投入された紙幣５を挟むビルプレス板８と、紙幣収容空間６内の紙幣５をビルプレス板８と挟むとともに投入された紙幣５を１枚ずつ紙幣搬送路１１に繰り出す繰り出しローラ９(図６参照)と、紙幣搬送路１１に繰り出された紙幣５を正常紙幣か異常紙幣かを判別する紙幣判別機構５０と、紙幣判別機構５０によって正常紙幣か異常紙幣かに判別された紙幣５を正常紙幣を保管する紙幣保管庫(図示せず)、異常紙幣を保管する一時保管庫(図示せず)等に向けて搬送する上流側の送りローラ対２０および下流側の送りローラ対２１とを備えている。
なお、図６は、第１実施形態の紙葉類取扱装置であるＡＴＭ１における投入された紙幣５を紙幣搬送路１１に送る動作を示す内部の概念的側断面図である。
【００２０】
＜紙葉類取扱装置であるＡＴＭ１の動作概要＞
次に、紙葉類取扱装置であるＡＴＭ１の動作概要を説明する。
図５に示すように、まず、ＡＴＭ１の利用者が、筐体２の正面側の操作パネル面２ａの図示しないタッチパネルまたは押し釦でパネル操作を行ってスライド蓋４を開ける。そして、利用者は、紙葉類である紙幣５を投入口３を通して紙幣収容空間６内に投入して入金する。その後、図６に示すように、スライド蓋４は、自動的に閉塞される。
【００２１】
紙幣５の投入完了をスライド蓋４の閉塞等で検知した後、図示しない駆動モータにより、ビルプレス板８を移動させることでビルプレス板８およびガイド板７で紙幣５を挟み込んだ状態で、これらを、図５に示す位置から図６に示す位置に向けて前進させる。こうして、ガイド板７を、紙幣搬送路１１および紙幣収容空間６が紙幣導入口１２を介して連通する所定の位置まで前進させて停止させる(図６参照)。その後、図６に示すように、ガイド板７のローラ窓１０からその周面が露出する繰り出しローラ９、および紙幣搬送路１１の送りローラ対２０、２１をそれぞれ回転駆動させる。
【００２２】
繰り出しローラ９の駆動開始後に、紙幣収容空間６内の紙幣５は、繰り出しローラ９周面との摩擦力によってガイド板７に沿いながら、繰り出しローラ９によって紙幣導入口１２内に向けて上方に繰り出される。この動作により、紙幣５が、紙幣収容空間６から紙幣導入口１２を介して紙幣搬送路１１に１枚ずつ移動する。その後、紙幣搬送路１１に移動した各紙幣５は、紙幣搬送路１１を通って、送りローラ対２０、２１へと搬送され、送りローラ対２０近傍の紙幣判別機構５０により各紙幣５の状態に応じて正常紙幣か異常紙幣かの判別が行われ、その判定結果は、図２に示す紙幣判別回路３１に入力される。なお、図２は、第１実施形態のＡＴＭ１の信号処理方法を説明するブロック図である。
【００２３】
紙幣判別回路３１は、各紙幣５の摩擦特性に基づき、各紙幣５の状態を判別し、紙幣選別回路３２に各紙幣が正常紙幣か異常紙幣かの選別の指示を出力し、紙幣５の選別が行われる。紙幣選別回路３２は、その指示に従い、紙幣５が正常紙幣の場合には図示しない紙幣保管庫へ図示しないローラで搬送する制御を行う一方、紙幣５が異常紙幣の場合には、紙幣５を図示しない一時保管庫へ図示しないローラで搬送または返金する制御を行い処理を終了する。
【００２４】
＜＜ＡＴＭ１の各部の構成＞＞
以下、ＡＴＭ１における紙幣５の送り経路に沿って、順番にＡＴＭ１の各部の構成をその動作とともに詳細に説明する。
図５に示すように、金融機関等に載置されるＡＴＭ１は、外側が鋼板等の金属製の筐体２に覆われており、筐体２の正面側の操作パネル面２ａには紙幣の投入口３が設けられており、この投入口３は、自動または手動のスライド蓋４によって開閉自在になっている。
【００２５】
＜ＡＴＭ１の紙幣収容空間６＞
筐体２の操作パネル面２ａの下部内方には、利用者によって投入口３から投入された紙幣５を一時的に貯留するためのスペースである紙幣収容空間６が画設されている。
ＡＴＭ１の利用者(図５の紙面右側に位置する)から見て、紙幣収容空間６の奥側(図５の紙面左側)には、投入された紙幣５を円滑に紙幣搬送路１１に送るために所定の傾斜角度を有したガイド板７が配置されている。このガイド板７は、図５の実線で示す位置と図示しないストッパで止められるストッパ位置７ｐ(図５の二点鎖線で示す)間を図５の矢印α１方向に往復動するように構成されている。ガイド板７には、図６に示すように、ストッパ位置７ｐに移動した際に繰り出しローラ９の周面の一部を露出するためのローラ窓１０が形成されている。
【００２６】
また、ＡＴＭ１の利用者から見て紙幣収容空間６の手前側(図５の紙面右側)には、図示しないガイドレールに沿って水平方向(図５の紙面左右方向)に往復動自在な(図５に示す位置と図６に示す位置との間を往復する)ビルプレス板８が配置されている。
図６に示すように、紙幣５を紙幣収容空間６内に投入後にスライダ蓋４が閉鎖された後、ビルプレス板８が所定枚数の紙幣５を挟み込んだ状態で前進するとともに、ガイド板７が、そのローラ窓１０から繰り出しローラ９の周面の一部が露出する所定のストッパ位置まで前進するように構成されている。
【００２７】
＜ＡＴＭ１の繰り出しローラ９＞
繰り出しローラ９は、その周面の一部に、例えばウレタンゴム、ブタジエンゴム等の紙幣５を摩擦力で送るための摩擦係数の大きい摩擦部を有する円筒形状のローラであり、図６に示すように、回転駆動されることにより、紙幣５を紙幣収容空間６から紙幣搬送路１１へ１枚ずつ繰り出す働きを担っている。
繰り出しローラ９は、紙幣収容空間６からの紙幣５の繰り出し時において、紙幣５の送りを行うためにガイド板７のローラ窓１０を通してその周面の一部が紙幣収納空間内に突出し、ガイド板７とビルプレス板８とで挟み込まれた紙幣５のうちでガイド板７に当接した状態の１枚の紙幣５の表面に接触しつつ回転し、接触時の紙幣５に働く摩擦力によって紙幣５をガイド板７に沿って、１枚ずつ上方の紙幣搬送路１１に向けて繰り出している(図６参照)。
【００２８】
＜ＡＴＭ１の紙幣搬送路１１＞
紙幣搬送路１１は、紙幣収容空間６から繰り出した紙幣５のうち正常な紙幣を紙幣保管庫へ搬送する一方、しわ券、よれ券等の異常紙幣を一時保管庫または返金するための搬送路である。
紙幣搬送路１１は、図５に示す紙幣収容空間６の投入口３をスライド蓋４で閉塞後にガイド板７がストッパ位置７ｐまで移動した場合(図６参照)に、紙幣収容空間６と連通する紙幣導入口１２を有するとともに、紙幣５を図示しない保管庫、一時保管庫等へ搬送するための二組の一対の紙幣５の送りローラ対２０、２１が、紙幣搬送路１１の上流側から下流側にかけて配置されている。すなわち、図５、図６の紙面に垂直方向に送りローラ対２０、２１がそれぞれ２つ配置される。
【００２９】
＜ＡＴＭ１における紙幣判別機構５０の概要＞
図１は、紙葉類取扱装置であるＡＴＭ１における紙幣判別機構５０を示す図であり、図１(ａ)は、図６に示す実施形態のＡＴＭ１における紙幣搬送路１１のＡ−Ａ線断面図であり、図１(ｂ)は、図１(ａ)のＢ方向矢視図である。
図１に示すように、二組の一対の送りローラ対２０、２１のうちの上流側(紙幣収容空間６に近い側)の送りローラ対２０に並行して、上流側の送りローラ対２０の上方のローラ２０ａとほぼ同軸上に紙幣５の搬送に寄与することなく紙幣５の表面に接触し、その表面状態を検出するセンサ部４１(図１(ｂ)参照)を有する紙幣判別機構５０が設けられている。
【００３０】
図１に示す紙幣判別機構５０は、回転角度検出部４３に設けられたエンコーダ等の検出器により、搬送される紙幣５と接触するセンサ部４１の回転トルク、回転角度の変化等により紙幣状態を判別する構成である。
図６に示すように、下流側(紙幣収容空間６に遠い側)の送りローラ対２１が図示しない回転駆動源によって上流側(紙幣収容空間６に近い側)の送りローラ対２０(モータ２３(図１(ａ)参照)によって駆動される)より回転速度が速く設定されることにより、紙幣５が送りローラ対２１に引っ張られ、この引っ張り力により送りローラ対２０の上方のローラ２０ａとほぼ同軸上にあって紙幣５と接触するセンサ部４１が、接触時の摩擦力によって第二調整バネ４５のバネ力に抗して回転し(図１(ａ)参照)、紙幣５の表面状態に応じた回転角度等が検出される。
【００３１】
＜紙葉類取扱装置であるＡＴＭ１の紙幣５の正常・異常の判定制御＞
図２に示すように、紙幣判別機構５０におけるセンサ部４１からベルト４２を介してエンコーダ等を有する回転角度検出部４３で検出された回転角度等の検出値は、紙幣判別回路３１に入力され、紙幣判別回路３１はこの検出値を基に、摩擦力の大小の摩擦特性に基づき、紙幣５の状態を判別し、正常紙幣か異常紙幣を判別する。そして、紙幣判別回路３１は、紙幣選別回路３２に各紙幣を選別する指示を出力し、紙幣選別回路３２の制御により、正常紙幣の紙幣５を図示しない紙幣保管庫に搬送する一方、異常紙幣の紙幣５を図示しない一時保管庫に搬送または返金のための搬送が行われる。
【００３２】
なお、紙幣判別回路３１、紙幣選別回路３２は、マイコンおよびその周辺回路で構成することも可能である。この場合には、回転角度等の検出値は、増幅回路、Ａ／Ｄ変換回路等の入力インターフェース回路に入力されてマイコンに適合した信号に変換され、マイコンのＲＯＭ(Read Only Memory)に格納されるプログラムの動作により、摩擦力の大小の摩擦特性に基づいて紙幣５の状態から正常紙幣と異常紙幣とを判別し、その判別結果の正常・異常の判定制御信号を、出力インターフェース回路に出力し、この出力インターフェース回路の駆動回路、リレー駆動回路等の駆動信号によって選別搬送を行なう図示しない搬送ローラ等を駆動制御して、紙幣５の選別搬送が行われる。
【００３３】
＜紙幣判別機構５０＞
次に、紙幣判別機構５０構成について、説明する。
図１(ａ)に示すように、左右の送りローラ対２０は、その周面の一部または全部が摩擦部として例えばウレタンゴム、ブタジエンゴム等で形成される円筒状のローラであり、回転自在に支持されるとともに紙幣搬送路１１下方のモータ２３により送りローラ対２０のうちの下方のローラ２０ｂが回転駆動され、紙幣５を摩擦部との摩擦力によって下流に向けて搬送する。
【００３４】
図３は、紙幣判別機構５０の紙幣５の通過前の状態を示す図であって図６に示すＡＴＭ１における紙幣搬送路１１のＡ−Ａ線断面図である。
図４(ａ)は、紙幣判別機構５０の紙幣５の通過時の状態を示す図であって図６に示すＡＴＭ１における紙幣搬送路１１のＡ−Ａ線断面図であり、(ｂ)は、(ａ)図のＣ部拡大図である。
図１の点線で示した紙幣判別機構５０は、その左右にある搬送用の送りローラ対２０とは独立の構成になっており、紙幣判別機構５０において、図３に示すように、紙幣５通過時(図４参照)に紙幣５の表面に接触して回転するセンサ部４１が、紙幣搬送前には下部ローラ２２と距離ｂ(図３参照)離隔されており、紙幣通過前は回転しない構成としている。
【００３５】
図６に示す紙幣収容空間６が配置される上流側から、繰り出しローラ９によって紙幣５が紙幣搬送路１１に向けて搬送されてくると、その紙幣５は紙幣搬送路１１を通過し、図１に示す左右の搬送用の送りローラ対２０に達する。この左右の搬送用の送りローラ対２０は、紙幣５を搬送させる動作のみを行う。
図１(ｂ)に示すように、紙幣５が送りローラ対２０で搬送される際、紙幣判別機構５０のセンサ部４１は、紙幣５の表面と接触して紙幣５との摩擦力により、第二調整バネ４５の引張力のバネ力に抗してある一定角度回転する。この場合の回転角度がベルト４２を介してエンコーダ等を有する回転角度検出部４３に伝達され、その回転検出信号が増幅回路を通して増幅されＡ／Ｄ変換されて紙幣５の表面状態の検出信号として検出される。この検出信号を基に、紙幣５の表面状態を判定し、新券等の正常紙幣としわ券、よれ券等の異常紙幣とを選別する。
【００３６】
センサ部４１(図１、図４参照)は、紙幣５の表面状態に応じて回転するため、紙幣５が正常紙幣か異常紙幣かの正確な判定を行なうには、紙幣５の種類やその基準厚さが変わった場合においても、紙幣５の基準厚さの違いによって回転を起こすことなく、紙幣５の表面状態による厚さ変化分のみによって、センサ部４１の回転が生じることが求められる。このような要求を満たすためには、紙幣５の基準厚さには鈍感であり、紙幣５の表面状態の変化による厚さ変化分に敏感である機構が必要とされる。
この要求を満足するために、図１(ａ)に示すセンサ部４１と下部ローラ２２との距離を調整する第一調整ネジ４６およびセンサ部４１の紙幣５の表面に対する接触深さを調整する図１(ａ)に示す第二調整ネジ４７を設け、センサ部４１を常に一定量の接触深さだけ紙幣５の表面に接触する機構としている。
【００３７】
すなわち、図１の破線で示す紙幣判別機構５０は、紙幣判別用のセンサ部４１と、センサ部４１を支軸４０ａ(図１(ｂ)参照)で回転自在に支持するとともに支軸４８(図１(ｂ)参照)を中心にＡＴＭ１の固定部(図示せず)に回転自在に支持されるセンサホルダ４０と、ベルト４２を介してセンサ部４１に接続されるエンコーダ等を有する回転角度検出部４３と、センサホルダ４０を図１(ｂ)の矢印α２方向に引張りセンサホルダ４０を介して紙幣１１へ垂直荷重Ｎを与えるセンサホルダ４０の上流側(紙幣収容空間６側)に配置される引張バネの第一調整バネ４４と、センサ部４１の回転を抑制する図１(ｂ)に示す引張力Ｆ０を与える引張バネの第二調整バネ４５と、センサ部４１、下部ローラ２２間の距離ｂ(図３参照)を調整する第一調整ネジ４６と、センサ部４１の紙幣５の紙幣表面に対する接触深さを調整する第二調整ネジ４７とを備え構成されている。なお、図１(ａ)においては、理解を容易にするために第一調整ネジ４６を省略して示している。
【００３８】
センサ部４１は、図１(ｂ)に示すように、一定の厚み寸法をもつ半月様の形状を有しており、その円弧状の周面で紙幣５の摩擦特性が測定可能なように摩擦力が大きいゴム等で形成されている。そして、センサ部４１は、前記したように、センサホルダ４０に支軸４０ａ(図１(ｂ)参照)で回転自在に支持されている。
センサ部４１が、接触する紙幣５の表面状態によって第二調整バネ４５の引張力のバネ力に抗して回転する回転角度によって、紙幣５を正常紙幣か異常紙幣かを判別する構成である。
【００３９】
＜紙幣判別機構５０のセンサ部４１が紙幣５の表面に接触する接触深さの設定方法＞
次に、図１に示す紙幣判別機構５０において、センサ部４１が紙幣５の表面に接触する接触深さを設定する方法について図３、図４を用いて説明する。
まず、図３に示すように、センサ部４１が下部ローラ２２に対して所定の距離ｂだけ離隔して非接触状態にする方法を説明する。
図１(ｂ)に示すように、ＡＴＭ１の固定部(図示せず)の支軸４８を中心に回転するように構成されたセンサホルダ４０は、一方の上流側の端部が第一調整バネ４４により上側に引っ張られており、他方の下流側の端部にはセンサ部４１が回転自在に設けられている。
【００４０】
センサホルダ４０は、第一調整バネ４４の上方への引張力のバネ力により支軸４８を中心に反時計廻りに回転し、センサ部４１が第一調整バネ４４のバネ力により下部へ押し下げられる。
センサ部４１の下部ローラ２２は、図１(ａ)に示すように、送りローラ対２０の下方のローラ２０ｂと同軸に取り付けられており、モータ２３により送りローラ対２０とともに回転している。下部ローラ２２は、送りローラ対２０の下方のローラ２０ｂと同径であり、これにより、紙幣５の通過時に、紙幣５の下面が送りローラ対２０の下方のローラ２０ｂ、２０ｂおよび下部ローラ２２で成す平面上を通過することができ、円滑な紙幣５の搬送が可能である。
【００４１】
なお、下部ローラ２２は、送りローラ対２０の下方のローラ２０ｂと異なる径とすることもできるが、この場合には、送りローラ対２０の下方のローラ２０ｂ、２０ｂおよび下部ローラ２２で平面を形成しないことから、紙幣５の通過時には、紙幣５の下面が送りローラ対２０の下方のローラ２０ｂ、２０ｂおよび下部ローラ２２で成す非平面上を通過することになる。
【００４２】
一方、センサ部４１は、紙幣５との摩擦力が大きくなり過ぎると紙幣５が正常か異常かの摩擦力を用いた判定が不可能になるので、紙幣５の表面にのみ接触する必要がある。そのため、図３に示すように、紙幣５が搬送され通過する前の状態においては、センサ部４１は、下部ローラ２２とは非接触状態としている。
このセンサ部４１と下部ローラ２２との離隔距離ｂ(図３参照)を調整するのが、図１(ｂ)に示す第一調整ネジ４６であり、第一調整ネジ４６を回転させて、センサホルダ４０の一方端部を下部に押し下げるとセンサホルダ４０は支軸４８を中心に時計廻りに回転する。
【００４３】
この際、センサホルダ４０の他方端部に支持されているセンサ部４１は、センサホルダ４０の支軸４８を中心とする時計廻りの回転につれて上部に移動し、図３に示すように、紙幣５が上流側から搬送される前には、センサ部４１を下部ローラ２２と距離ｂ（例えば１０ｕｍ）だけ離隔することができる。このようにして、紙幣５の搬送前にセンサ部４１が下部ローラ２２に当たって回転して誤動作しないような適切な距離に、第一調整ネジ４６で調整された後にナット４６ｎにより動かないように固定される。センサ部４１は、距離ｂ(図３参照)下部ローラ２２と離隔されているため、紙幣５が搬送される前は検出機構のセンサ部４１は回転することなく停止しており、誤測定が発生することが防止されている。
【００４４】
＜紙幣５の厚さに拘らず一定の距離だけ紙幣５の表面に接触する機構＞
次に、紙幣５の紙幣の厚さが変わった場合でも、センサ部４１が常に一定の距離、すなわち接触深さだけ紙幣５の表面に接触する機構について説明する。
図１(ｂ)に示すように、半月様の形状のローラ形を成すセンサ部４１は、センサホルダ４０に対して支軸４０ａで回転自在に構成されており、第二調整バネ４５により搬送方向の上流側に一定の引張力Ｆ０のバネ力で引張られている。
また、センサ部４１はベルト４２を介して回転角度検出部４３に接続されており、紙幣５が搬送されて第二調整バネ４５の引張力Ｆ０より大きいセンサ部４１を回転させる摩擦力が働いた場合、センサ部４１が回転し、その回転量が回転角度検出部４３で検出される構成である。
【００４５】
図３に示すように、センサホルダ４０には、センサ部４１の紙幣５の表面に対する接触深さを調整する第二調整ネジ４７が設けられている。
コ字状支持部材５１における上流側の送りローラ対２０の上方のローラ２０ａを支持するローラ支持部５２(図３参照)と第二調整ネジ４７の先端部との間に、所定距離ａが形成されるように、第二調整ネジ４７をセンサホルダ４０の調整部４０ｈに対して廻して調整し、固定用のナット４７ｎで動かないように固定する。なお、センサホルダ４０の調整部４０ｈには、第二調整ネジ４７の雄ねじに螺合する雌ねじが螺刻されている。
【００４６】
また、送りローラ対２０の上方のローラ２０ａを支持するコ字状支持部材５１は、紙幣判別機構５０と独立して、ＡＴＭ１の図示しない固定軸廻りに回転自在に支持されるとともに、図３に示すように、ローラ支持部５２に支持される送りローラ対２０の上方のローラ２０ａが、下方のローラ２０ｂに当接するように、図示しないバネ等の弾性材により付勢されている。
【００４７】
＜紙幣判別機構５０におけるセンサ部４１の紙幣５の表面への接触深さの調整方法＞
次に、図３、図４を用いて、センサ部４１の紙幣５への接触深さを調整する方法について説明する。
図４に示すように、紙幣５が一組の送りローラ対２０間に搬送されてきた場合、その紙幣５の紙幣厚さにより両側の送りローラ対２０の上方のローラ２０ａが持ち上げられる。
ここで、図３に示すように、送りローラ対２０の上方のローラ２０ａを支持するローラ支持部５２の上部と第二調整ネジ４７の先端部との間は、第二調整ネジ４７を調整することにより、所定距離ａ離隔されている。
【００４８】
厚さＴの紙幣５が、上流側から搬送されてくる場合、まず両側の送りローラ対２０のうちの上方のローラ２０ａが、図３に示す状態から、紙幣５の厚さＴにより高さＴ分上昇する(図４参照)。しかしながら、送りローラ対２０の上方のローラ２０ａを支持するローラ支持部５２の上部とセンサホルダ４０に螺着している第二調整ネジ４７の先端部との間には所定距離ａ離隔されているため、センサ部４１は、第二調整ネジ４７の先端部がローラ支持部５２の上部で押圧され、（Ｔ−ａ）分上昇する。
【００４９】
このように、センサ部４１は、送りローラ対２０の上方のローラ２０ａの上昇と共に移動するため、紙幣厚さＴの紙幣５に対しては、Ｔ−（Ｔ−ａ）＝ａの接触深さをもって表面に接触することになる。しかし、上述したように、第一調整ネジ４６によりセンサ部４１と下部ローラ２２との間には紙幣搬送前に予め距離ｂ(図３、図１(ａ)参照)だけ隙間が設けられているので、実際にはセンサ部４１は距離（ａ−ｂ）の接触深さで紙幣５の表面に接触することになる。この接触深さ（ａ−ｂ）は、上述の関係により紙幣５の厚さＴが代わっても変化せずに常に一定の接触深さとなる。
【００５０】
例えば、紙幣厚さＴ＝１００μｍ、距離ａ＝３０μｍ、ｂ＝１０μｍと仮定する。図３、図４に示すように、両側の送りローラ対２０の上方のローラ２０ａは紙幣厚さ分であるＴ＝１００μｍ上昇する。しかし、センサ部４１が回転自在に支持されるセンサホルダ４０は、（Ｔ−ａ）＝７０μｍしか上昇せず、センサ部４１は紙幣表面にａ＝３０μｍ接触する筈である、しかし、紙幣搬送前にセンサ部４１と下部ローラ２２との間に予め隙間ｂ＝１０μｍが設定されているため、実際にセンサ部４１が紙幣表面に接触する接触深さは（ａ−ｂ）＝２０μｍとなる。
【００５１】
このように、紙幣の厚さＴが変わった場合でも、図３、図４に示すように、常に所定距離（ａ−ｂ）の接触深さだけセンサ部４１は紙幣５の表面に押し付けられるため、紙幣の厚さＴに拘らず紙幣表面の状態（紙幣厚さ変化分）に応じてセンサ部４１は回転することが可能となる。
さらに詳しく紙幣状態の判別法を説明すると、例えば、新券の基準厚さをＴ０、よれ券の厚さをＴ０＋α１とすると、厚さ変化分α１が（ａ−ｂ）より小さい場合には、センサ部４１と接触しないのでセンサ部４１に回転を生じないが、（ａ−ｂ）＜α１のよれ券ではセンサ部４１と紙幣５が接触し、接触量に応じてセンサ部４１が回転し、回転信号が紙幣判別回路３１(図２参照)で検出されることにより、よれ券を選別することが可能となる。
【００５２】
紙幣５の紙幣通過後には、図３に示すように、両側の送りローラ対２０の上方のローラ２０ａおよびセンサホルダ４０は再び降下するが、センサホルダ４０が支軸４８(図１(ｂ)参照)に支持されており、センサ部４１と下部ローラ２２との距離は紙幣通過前に設定した所定距離ｂに保持されるため、紙幣通過後にはセンサ部４１は下部ローラ２２と接触することがないため、センサ部４１の回転は徐々に停止する。
【００５３】
これらの二つの調整ネジ４６、４７による調整機構を設けることにより、基準厚さの異なる紙幣５が搬送されてきた場合でも、図４(ｂ)に示すように、センサ部４１を所定量（ａ−ｂ）の接触深さをもって紙幣５の表面に接触させることが可能となるため、基準厚さの異なる種類の紙幣５についても、紙幣判別を同様に行うことができ、紙幣５の基準厚さ変化によるセンサ部４１の誤動作を防止することが可能である。
さらに、図１(ｂ)に示すように、センサ部４１の荷重Ｎを調整する第一調整バネ４４及びセンサ部４１の回転力を調整する及び第二調整バネ４５を設けることにより、紙幣判別機構５０において、正常紙幣と異常紙幣を選別する判定条件を最適に調整することができる。
【００５４】
＜紙幣５の正常／異常紙幣かの判定＞
図７は、紙幣判別機構５０のセンサ部４１で測定した紙幣５通過時のエンコーダ信号の一例を示した図であり、横軸に時間(ｍｓ)をとり縦軸にセンサ部４１の回転角度を変換した電圧(Ｖ)をとっている。図７(ａ)は、新券の正常紙幣の測定信号の例であり、図７(ｂ)は、よれ券の異常紙幣の測定信号の例である。
紙幣５の表面状態により、図７(ａ)に示す新券(正常紙幣)と図７(ｂ)に示すよれ券(異常紙幣)とのエンコーダの回転角度に比例した電圧変化が異なっており、紙幣判別が可能であることが示されている。例えば、図７(ｂ)に示す表面状態の悪い異常紙幣のよれ券は、図７(ａ)に示す表面状態の良い正常紙幣の新券より、電圧のピ−ク値が高くなっている。
【００５５】
このことから、例えば、３Ｖを正常紙幣か異常紙幣かを判別する閾値として用いて、３Ｖ以下の場合には正常紙幣と判定し、３Ｖを超える場合はよれ券等の異常紙幣と判定することができる。
また、図７(ａ)に示す表面粗さの滑らかな正常紙幣のピーク値の幅ｂ１が、図７(ｂ)に示す表面粗さの荒い異常紙幣のよれ券のピーク値の幅ｂ２より短いことに着目し、所定のピーク値幅を正常紙幣か異常紙幣かを判別する閾値として用いることもできる。
【００５６】
また、図７(ａ)に示す表面粗さの滑らかな正常紙幣のピーク値ｐs１、ｐs２、ｐs３の数が３つであり、図７(ｂ)に示す表面粗さの荒い異常紙幣のよれ券のピーク値ｐi１、ｐi２、ｐi３、ｐi４、ｐi５、ｐi６の数が６つであり、ピーク値の数が正常紙幣より異常紙幣が多くなることに着目し、所定のピーク値の数を正常紙幣か異常紙幣かを判別する閾値として用いることもできる。
【００５７】
これらピ−ク値、ピーク値幅、ピーク値の数等を適宜組み合わせまたはこれらの少なくとも一つを、正常紙幣か異常紙幣かを判別する閾値として、用いることが可能である。
例として、図７で検出された電圧Ｖのピーク値により紙幣判別を行う方法を、図８に従って説明する。なお、図８は、図７で検出された電圧Ｖのピーク値により紙幣判別を行う際のフローチャートを示す図である。
まず、図７に示すように、紙幣判別機構５０のセンサ部４１で測定した紙幣５のエンコーダ信号を取得し、センサ部４１の回転角度から紙幣５の表面粗さを測定する(図８のＳ０１)。
【００５８】
続いて、紙幣５の表面粗さにより、センサ部４１の回転に比例した検出電圧のピーク値が、正常紙幣か異常紙幣かを判定する閾値の所定の値Ｖ０以下か否かを判断し、正常紙幣か異常紙幣かを判別する(図８のＳ０２)。
図８のＳ０２において、センサ部４１の回転に比例した検出電圧のピーク値が所定の値Ｖ０以下の場合(図８のＳ０２でＹes)には、正常紙幣と判別して紙幣保管庫に搬送する(図８のＳ０３)。
【００５９】
一方、図８のＳ０２において、センサ部４１の回転に比例した検出電圧のピーク値が所定の値Ｖ０より大きい場合(図８のＳ０２でＮo)には、異常紙幣として一時保管庫へ搬送するかまたは返金処理を行う。
以上の処理を行うことにより、ＡＴＭ１に投入される紙幣５のうちから異常紙幣を排除して正常紙幣のみ紙幣保管庫に搬送することで、ＡＴＭ１の障害発生率を低減することが可能である。
【００６０】
＜＜変形形態＞＞
ところで、センサ部４１の紙幣５と接触する部分には、紙幣状態に応じて最適なウレタンゴム等のゴム部材またはポリアセタール、ＡＢＳ(Acrylonitrile、Butadiene、Styreneの共重合合成樹脂)等のプラスチック部材等で構成することも可能である。国によっては、紙幣がポリイミドフィルム等により製造されていることもあるため、センサ部４１の回転力を効率よく生じるのに最適な部材で構成することがより望ましい。
また、センサ部４１の幅および個数については、センサ部４１の幅はより広くかつ個数が多い方が紙幣の表面状態をより広い面積範囲およびより多い測定箇所で測定できるため、より高精度な紙幣判別機構５０を実現することが可能である。
【００６１】
さらに、センサ部４１の感度を上げるために、センサ部４１から紙幣５に加わる荷重Ｎ(図１(ｂ)参照)のうちの調整が効かない重量部分を減少させることを目的に、図１に示したセンサ部４１を有するセンサホルダ４０と回転角度検出部４３とを分離して、回転角度検出部４３を別部材に固定するとともにベルト４２を介してセンサ部４１と連動するように構成することで、センサ部４１を有するセンサホルダ４０の軽量化を図ることができる。これにより、センサ部４１から紙幣５に加わる荷重Ｎのうちの重量部分を極力減少させ、センサ部４１の測定感度を向上させ、紙幣５の判別をより高精度に行うことが可能である。
【００６２】
なお、紙幣判別機構５０をＡＴＭ１に搭載する場合には、紙幣判別機構５０において、調整ネジ４６、４７によりそれぞれ離隔距離ａ、ｂ(図３参照)が最適な値に調整される。また、第一調整バネ４４により押付荷重Ｎ(図１(ｂ)参照)が最適な値に調整されるとともに第二調整バネ４５によりセンサ部４１のバネ力Ｆ0(図１(ｂ)参照)は最適な値に調整され固定されるため、より小型化、簡略化された機構として搭載される。
【００６３】
例えば、バネ力Ｆ0としては、１０〜２０ｇが判別性良好であり、５ｍｍの伸びで２０ｇ位の引張力のバネ定数の引張バネが、第二調整バネ４５として好適である。また、押付荷重Ｎは、低過ぎる場合、例えば２０〜３０ｇの場合には、振動が生じて不安定になる一方、２００ｇとすると重過ぎ測定感度が低下するが、５０〜１５０ｇの場合には測定が安定して行なえ、好適である。
また、センサ部４１は、搬送中の紙幣５に所定量の接触深さで接触し、紙幣５の表面状態（紙幣厚さ変化分）に応じて所定の角度回転し紙幣５の厚さ変化分を回転角度として検出できれば、前記の半月様状のローラ以外にカム等によって構成してもよい。
【００６４】
＜＜第２実施形態＞＞
次に、第２実施形態の紙葉類取扱装置であるＡＴＭ１について、図９を用いて説明する。なお、図９は、第２実施形態の紙葉類取扱装置であるＡＴＭ１の紙幣判別機構５０の構成を示す図１(ａ)のＢ方向から見た図である。
第２実施形態のＡＴＭ１の紙幣判別機構５０は、センサ部４１の動作を、第１実施形態の回転角度検出部４３に代替して、フォトセンサ等の変位センサで検出するように構成している。
【００６５】
これ以外の構成は、第１実施形態と同様であるので、同一の構成要素には、第１実施形態と同一の符号を付して示し、詳細な説明を省略する。
図９において、変位センサ５５は反射型のフォトセンサ等で構成されており、投射光をセンサ部４１と一体に形成されたレバー部５６に投射し、レバー部５６からの反射光を変位センサ５５で検出することにより、センサ部４１の動作（変位）を検出するものである。
ここで、レバー部５６としては、ポリアセタール、ＡＢＳ等のプラスチックレバーが適用でき、反射性を高めるためには、レバー部５６の反射面に反射テープ、白色の紙等を貼り付けてもよい。
【００６６】
変位センサ５５で検出された検出信号は電圧に変換され、図２に示す紙幣判別回路３１に入力される。そして、紙幣判別回路３１は紙幣５の摩擦特性に基づき、紙幣５の状態を判別し、紙幣選別回路３２に各紙幣５の選別の指示を出力し、紙幣選別回路３２で紙幣５の選別が行われる。紙幣選別回路３２の指示に従い、正常紙幣は図示しない紙幣保管庫へ搬送する一方、異常紙幣は一時保管庫へ搬送するかまたは返金して処理を終了する。
前記したように、最適な状態で紙幣判別機構５０を構成することにより、正常紙幣か異常紙幣かの正確な判別が可能となり、紙幣ジャム等のトラブルが起こりにくく、信頼性の高いＡＴＭ１を提供することが可能となる。
【００６７】
ここで、変位センサとしては、センサ部４１の回転角度が検出できればよいので、フォトセンサ以外の磁気センサでもよく、センサとしては、第１実施形態のエンコーダ、第２実施形態のフォトセンサに限定されない。なお、第１実施形態で例示したエンコーダは、簡素かつ信頼性の高い構造で、かつ低コストで有利である。
なお、変位センサとしては、感度が良い、応答速度が速い、安価である等が紙幣判別機構５０に適用する条件として挙げられる。
【００６８】
＜＜作用効果＞＞
本発明によれば、紙葉類である紙幣の種類や基準厚さが異なる紙幣でも表面状態（紙幣厚さ変化分）を同一の検出器で正確に判別することが可能となり、効率的に紙幣を選別することができる。また、トルクメータ等を用いるよりもコスト的に安価な紙葉類取扱装置を提供することが可能である。
【００６９】
なお、特許請求の範囲の請求項１の接触部として、第１実施形態では、図１(ａ)、図４に示すように、送りローラ対２０の下方のローラ２０ｂと同径、同軸の下部ローラ２２を例示して説明したが、接触部としては、例示した下部ローラ２２以外に、紙幣５の動きに従って回転するフリーな非駆動ローラとしてもよいし、紙幣５の下面と単に滑らかにすべるスベリ面としてもよく、第１実施形態で例示した下部ローラ２２に限定されない。
なお、接触部をスベリ面とした場合には、スベリ面は不動であるので、センサ部４１の誤検出は発生しないので、紙幣５の非通過時に、スベリ面にセンサ部４１を接触させる構成とすることが可能である。
【００７０】
なお、本実施形態では、紙葉類として紙幣５を例示して説明したが、紙葉類であれば紙幣５以外にも幅広く適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】(ａ)は、図６に示す本発明の第１実施形態の紙葉類取扱装置であるＡＴＭにおける紙幣搬送路のＡ−Ａ線断面図であり、 (ｂ)は、 (ａ)図のＢ方向矢視図である。
【図２】第１実施形態のＡＴＭの信号処理方法のブロック図である。
【図３】第１実施形態のＡＴＭにおける紙幣判別機構の紙幣の通過前の状態を示す図であって図６に示すＡＴＭにおける紙幣搬送路のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】(ａ)は、第１実施形態のＡＴＭにおける紙幣判別機構の紙幣の通過時の状態を示す図であって図６に示すＡＴＭにおける紙幣搬送路のＡ−Ａ線断面図であり、(ｂ)は、(ａ)図のＣ部拡大図である。
【図５】第１実施形態の紙葉類取扱装置であるＡＴＭの初期状態を示す内部の概念的側断面図である。
【図６】第１実施形態の紙葉類取扱装置であるＡＴＭにおける投入された紙幣を紙幣搬送路に送る動作を示す内部の概念的側断面図である。
【図７】(ａ)は、第１実施形態の新券の正常紙幣の測定信号の例であり、図７(ｂ)は、第１実施形態のよれ券の異常紙幣の測定信号の例である。
【図８】第１実施形態の図７で検出された電圧Ｖのピーク値により紙幣判別を行う際のフローチャートを示す図である。
【図９】第２実施形態の紙葉類取扱装置であるＡＴＭの紙幣判別機構の構成を示す図１(ａ)のＢ方向から見た図である。
【図１０】従来の紙葉類取扱装置の二組の送りローラ対を用いて紙葉類の摩擦力測定方法を示す概念的側面図である。
【図１１】従来の紙葉類取扱装置の紙葉類判別方法の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７２】
１ ＡＴＭ(紙葉類取扱装置)
５ 紙幣(紙葉類)、
６ 紙幣収容空間(紙葉類収容空間)、
２０ 送りローラ対(２組のローラ対、上流側のローラ対)、
２０ａ 上方のローラ(一方側のローラ)、
２１ 送りローラ対(２組のローラ対、下流側のローラ対)、
２２ 下部ローラ(接触部)
２３ モータ(上流側のローラ対の回転駆動源)
３１ 紙幣判別回路(判定手段)、
４０ センサホルダ(圧力付加手段)、
４１ センサ部(検出手段)
４２ ベルト(減速機構)、
４３ 回転角度検出部(判定手段、検出器)、
４４ 第一調整バネ(圧力付加手段)、
４５ 第二調整バネ(回転力調整手段)、
４６ 第一調整ネジ(第１の調整機構、荷重調整手段)、
４７ 第二調整ネジ(第２の調整機構)、
５２ ローラ支持部(一方側のローラの支持機構)
５５ 変位センサ(変位検出器)、
５６ レバー部(請求項３の部材)
ａ 第２所定距離
ｂ 第１所定距離
Ｔ 紙幣の厚さ寸法(紙葉類５の厚さ寸法)
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紙幣等の紙葉類の摩擦特性を測定して紙葉類の選別を行う紙葉類取扱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば現金自動取引装置（ＡＴＭ：Automatic Teller Machine）のように、紙幣等の紙葉類を繰り出して搬送する装置においては、ローラ等の搬送手段を紙葉類に接触させ、紙葉類と搬送手段の間に働く摩擦力を利用して紙葉類を繰り出すことにより搬送している。
しかし、紙葉類に加わる摩擦力を決定する係数である紙葉類と搬送手段との間の摩擦係数は、紙葉類の状態、例えばしわの度合いや腰の強さ、汚れ等により変化するため、搬送手段が紙葉類に加える押圧力を一定にした場合においても、紙葉類の状態によっては、ジャム（紙詰まり）やスキュー(紙曲り)、変形等を生じ、エラー発生の原因となることがある。
【０００３】
このため、従来では紙葉類の状態を判別し、紙葉類の摩擦力や摩擦係数等の摩擦特性を検出して、例えば摩擦係数が極端に高い紙幣は装置内に還流させなくしたり、或いは、そのまま出金して利用者に返却するなどして、エラー原因を排除したり、回避するなどの搬送制御を行っている。
紙幣等の紙葉類を搬送しながら、紙葉類の摩擦特性を瞬時に測定できる方法として、下記の特許文献１、２、３に記載の測定方法が提案されている。
【０００４】
特許文献１においては、紙葉類の搬送方向の前後に２組のローラ対を設け、各ローラ対に異なる押圧力を付与して２組のローラ対に異なる速度差を持たせて回転駆動し、一方のローラ対と紙葉類との間に生じるすべりから負荷トルクを測定し、その測定値により紙葉類の摩擦係数を算出して、紙葉類の状態を判断するように構成している。
【０００５】
特許文献２に記載の紙葉類処理装置においては、摩擦ローラからなる分離部において、摩擦ローラの一方の軸端を、紙幣分離時に作用するトルクを摩擦ローラの回転角として検出するセンサを備えたセンサプレートに接続し、検出したトルクにより正常紙幣と異常紙幣とを判別する方法が記載されている。異常紙幣が判別された際には、異常紙幣の搬送速度を減速して搬送することにより、異常紙幣を安定して搬送処理することができ、紙幣ジャムを未然に防止する技術が開示されている。
【０００６】
特許文献３に記載の紙葉類厚さ検知装置においては、紙幣が基準ローラと検知ローラ間を通過する際に検知レバーが回転して紙幣の厚さを測定することが記載されており、紙幣の通過により変位する検知ローラが移動することにより厚さを測定する方法が開示されている。
【特許文献１】特開２００３−３１５１８３号公報(段落００１６、図３等)
【特許文献２】特開平１１−１５７７０６号公報(段落００２１、図１、図６等)
【特許文献３】特開２００２−３２１８４９号公報(段落００１４、図１等)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図１０は、従来の紙葉類取扱装置の二組の一対の送りローラ対２００、２１０を用いて紙葉類の摩擦力測定方法を示す概念的側面図である。
図１０を用いて、従来の紙葉類取扱装置の送りローラ対２００、２１０を用いた紙葉類の表面状態の検出方法の原理について、説明する。
従来の紙葉類取扱装置の紙葉類判別機構は、ＡＴＭ等の紙葉類取扱装置に投入された紙幣が１枚ずつ搬送される図１０に示す紙葉類搬送路１１０と、第一モータ２３０により回転され投入された紙幣５を挟んで送る第１送りローラ対２００と、該第１送りローラ対２００と独立して第二モータ２４０により回転され投入された紙幣５を挟んで送る第２送りローラ対２１０とを具えている。なお、第１送りローラ対２００と第２送りローラ対２１０とは、それぞれ図１０の紙面に垂直方向に一対配設されている。
【０００８】
第１送りローラ対２００には、第１送りローラ対２００の回転トルク、回転速度等を測定する、例えばトルクメータの検出器２２０が接続されており、検出器２２０によって瞬時に紙葉類の送りによる回転トルク、回転速度等の変化量が検出されるように構成されている。
以下、従来の紙葉類取扱装置の紙葉類判別機構の動作を、図１１に従って説明する。なお、図１１は、従来の紙葉類取扱装置の紙葉類判別方法の動作を示すフローチャートである。
【０００９】
まず、ＡＴＭ等において、紙幣５が利用者により、紙幣収容空間(図示せず)に投入される。すると、紙幣収容空間の開閉パネルが自動的に閉塞され、紙幣５が一枚ずつ紙葉類収容空間から繰り出されて、図１０に示す紙幣搬送路１１０内に搬送される。
図１０に示すように、紙幣搬送路１１０においては、第一送りローラ対２００が独立して第一モータ２３０により角速度ω１で回転するとともに、第二送りローラ対２１０が独立して第二モータ２４０により角速度ω２で回転しており、角速度ω１、ω２間には、ω１＜ω２の関係がある。
紙幣搬送路１１０内に搬送される各紙葉類５が第一送りローラ対２００に到達すると、紙葉類５は、その表面、裏面の両面が第一送りローラ対２００に一定の接触荷重Ｎを加えられ挟まれ、第二送りローラ対２１０へ搬送される。
【００１０】
ここで、紙幣５と第二送りローラ対２１０間の摩擦力が紙幣５と第一送りローラ対２００間の摩擦力よりも十分大きく構成されるので、紙幣５は、第二送りローラ対２１０によって加速され、紙幣５と第一送りローラ対２００との間に摩擦力Ｆが発生する。
この摩擦力Ｆを、第一送りローラ対２００のローラに紙葉類５によって加えられたトルクＴまたは回転角度の変化として計測する。
まず、トルクＴと第一送りローラ対２００により紙葉類５に加えられる所定の接触荷重Ｎを用いて、第一送りローラ対２００を速度ω１で、第二送りローラ対２１０を速度ω２（ω２＞ω１）で搬送したときの動摩擦係数μｄを算出する。
【００１１】
送りローラ２００に加わるトルクＴは、摩擦力Ｆ、送りローラ２００の半径ｒとすると、次式で表される。
Ｔ＝ｒ×Ｆ ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥（１）
（１）式より摩擦力Ｆを算出する。そして、次式より動摩擦係数μｄを算出する。
μｄ＝Ｆ／Ｎ ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥（２）
上述したように、送りローラ対２００、２１０の速度差により生じるトルク、または回転角度変化等により紙葉類５の摩擦力Ｆを測定し、動摩擦係数μｄを算出する(図１１のＳ１０１)。
【００１２】
続いて、図１１のＳ１０２において、測定した動摩擦係数μｄが、異常紙幣と正常紙幣とを判別する閾値の動摩擦係数μ０以下か否かが判定され、各紙葉類を異常紙幣と正常紙幣に判別する。ここで、紙葉類５の表面とローラ間の摩擦力Ｆは、紙葉類５の表面状態に大きく影響されるため、紙幣状態の検出に有効である。正常な紙葉類は、その表面状態が滑らかで摩擦力Ｆが小さく動摩擦係数μｄが閾値の動摩擦係数μ０以下になる一方、しわ券、よれ券等の異常紙幣は、その表面状態が悪いために摩擦力Ｆが大きく動摩擦係数μｄが閾値の動摩擦係数μ０より大きくなる。
【００１３】
この判定結果に従い、図１１のＳ１０２において、測定した動摩擦係数μｄが閾値の動摩擦係数μ０以下と判定された場合(図１１のＳ１０２でＹes)、搬送される紙葉類５は正常紙幣と判別され、図示しない紙葉類保管庫へ搬送する(図１１のＳ１０３)。
一方、図１１のＳ１０２において、測定した動摩擦係数μｄが閾値の動摩擦係数μ０より大きいと判別された場合(図１１のＳ１０２でＮo)、搬送される紙葉類５は、搬送不良を起こしやすい異常紙幣と判別され、図示しない一時保管庫へ搬送するかまたは返金する(図１１のＳ１０４)。
【００１４】
このように、トルクメータ等を用いて摩擦力Ｆを検出すれば、紙葉類の正常紙幣か否かの判別は可能であるが、実際にＡＴＭ装置内にトルクメータを搭載することは、製造コストや庫内のスペースの面などから非常に困難である。
加えて、上述の従来技術では、紙幣の種類や基準の厚さが異なる場合、その基準厚さの違いにより摩擦ローラが回転し、紙幣の厚さや種類が変わると計測が正確に行えずに誤動作する場合があり、正常な紙幣が異常紙幣と検出されることが想定される。そのため、複数の基準厚さが異なる種類の紙幣のしわ券、よれ券等の異常紙幣を正確に判別することは殆ど不可能であるという問題がある。
【００１５】
本発明は上記実状に鑑み、紙幣等の紙葉類の種類や基準の厚さが異なる場合においても、しわ券、よれ券等の異常紙葉類を正確に判別することが可能な紙葉類取扱装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成すべく、本発明に関わる紙葉類取扱装置は、紙葉類収容空間に投入された紙葉類を搬送し、該紙葉類が正常な紙葉類か異常な紙葉類かを選別する紙葉類取扱装置であって、紙葉類の搬送方向の上流側、下流側にそれぞれ設けられ紙葉類を搬送する少なくとも２組のローラ対と、下流側のローラ対を上流側のローラ対より大きい速度で回転駆動する２組のローラ対の回転駆動源と、２組の各ローラ対と独立して上流側のローラ対に並行して設けられ、紙葉類の表面状態を検出する検出手段と、検出手段に対向して設けられ、検出手段との間で紙葉類を通過させ該紙葉類に接触する接触部と、検出手段の検出結果に基づいて紙葉類の状態判定を行う判定手段とを備え、検出手段は、搬送中の紙葉類に所定の圧力を付加する圧力付加手段と、接触部と検出手段との間の第１所定距離を調整する第１の調整機構と、上流側のローラ対のうちの一方側のローラの支持機構と第２所定距離離隔され搬送中の紙葉類に対する検出手段の接触深さを調整する第二の調整機構とを有し、搬送される紙葉類の通過時に、上流側のローラ対のうちの一方側のローラが紙葉類の厚さに応じて寸法移動するとともに該移動に伴い検出手段を移動させ、検出手段を、搬送中の紙葉類に第１所定距離減算された接触深さで接触させて回転させることにより、検出手段によって紙葉類の表面状態を検出し、該検出手段の検出結果に基づいて判定手段によって紙葉類の状態判定を行っている。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、紙幣等の紙葉類の種類や基準の厚さが異なる場合においても、しわ券、よれ券等の異常紙葉類を正確に判別することが可能な紙葉類取扱装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。
＜＜第１実施形態＞＞
＜紙葉類取扱装置であるＡＴＭ１の概要＞
図５は、本発明の第１実施形態の紙葉類取扱装置であるＡＴＭ１の初期状態を示す内部の概念的側断面図である。
実施形態の紙葉類取扱装置であるＡＴＭ１は、銀行などの金融機関の等の入金システムに利用されるものであり、利用者によってＡＴＭ１に投入された紙葉類である紙幣５を、正常紙幣とよれ券、しわ券等の異常紙幣とに判別している。
【００１９】
図５に示すように、ＡＴＭ１は、利用者によって投入口３を通して紙幣５が投入される紙幣収容空間６と、紙幣収容空間６内を可動であるとともに投入された紙幣５を挟むビルプレス板８と、紙幣収容空間６内の紙幣５をビルプレス板８と挟むとともに投入された紙幣５を１枚ずつ紙幣搬送路１１に繰り出す繰り出しローラ９(図６参照)と、紙幣搬送路１１に繰り出された紙幣５を正常紙幣か異常紙幣かを判別する紙幣判別機構５０と、紙幣判別機構５０によって正常紙幣か異常紙幣かに判別された紙幣５を正常紙幣を保管する紙幣保管庫(図示せず)、異常紙幣を保管する一時保管庫(図示せず)等に向けて搬送する上流側の送りローラ対２０および下流側の送りローラ対２１とを備えている。
なお、図６は、第１実施形態の紙葉類取扱装置であるＡＴＭ１における投入された紙幣５を紙幣搬送路１１に送る動作を示す内部の概念的側断面図である。
【００２０】
＜紙葉類取扱装置であるＡＴＭ１の動作概要＞
次に、紙葉類取扱装置であるＡＴＭ１の動作概要を説明する。
図５に示すように、まず、ＡＴＭ１の利用者が、筐体２の正面側の操作パネル面２ａの図示しないタッチパネルまたは押し釦でパネル操作を行ってスライド蓋４を開ける。そして、利用者は、紙葉類である紙幣５を投入口３を通して紙幣収容空間６内に投入して入金する。その後、図６に示すように、スライド蓋４は、自動的に閉塞される。
【００２１】
紙幣５の投入完了をスライド蓋４の閉塞等で検知した後、図示しない駆動モータにより、ビルプレス板８を移動させることでビルプレス板８およびガイド板７で紙幣５を挟み込んだ状態で、これらを、図５に示す位置から図６に示す位置に向けて前進させる。こうして、ガイド板７を、紙幣搬送路１１および紙幣収容空間６が紙幣導入口１２を介して連通する所定の位置まで前進させて停止させる(図６参照)。その後、図６に示すように、ガイド板７のローラ窓１０からその周面が露出する繰り出しローラ９、および紙幣搬送路１１の送りローラ対２０、２１をそれぞれ回転駆動させる。
【００２２】
繰り出しローラ９の駆動開始後に、紙幣収容空間６内の紙幣５は、繰り出しローラ９周面との摩擦力によってガイド板７に沿いながら、繰り出しローラ９によって紙幣導入口１２内に向けて上方に繰り出される。この動作により、紙幣５が、紙幣収容空間６から紙幣導入口１２を介して紙幣搬送路１１に１枚ずつ移動する。その後、紙幣搬送路１１に移動した各紙幣５は、紙幣搬送路１１を通って、送りローラ対２０、２１へと搬送され、送りローラ対２０近傍の紙幣判別機構５０により各紙幣５の状態に応じて正常紙幣か異常紙幣かの判別が行われ、その判定結果は、図２に示す紙幣判別回路３１に入力される。なお、図２は、第１実施形態のＡＴＭ１の信号処理方法を説明するブロック図である。
【００２３】
紙幣判別回路３１は、各紙幣５の摩擦特性に基づき、各紙幣５の状態を判別し、紙幣選別回路３２に各紙幣が正常紙幣か異常紙幣かの選別の指示を出力し、紙幣５の選別が行われる。紙幣選別回路３２は、その指示に従い、紙幣５が正常紙幣の場合には図示しない紙幣保管庫へ図示しないローラで搬送する制御を行う一方、紙幣５が異常紙幣の場合には、紙幣５を図示しない一時保管庫へ図示しないローラで搬送または返金する制御を行い処理を終了する。
【００２４】
＜＜ＡＴＭ１の各部の構成＞＞
以下、ＡＴＭ１における紙幣５の送り経路に沿って、順番にＡＴＭ１の各部の構成をその動作とともに詳細に説明する。
図５に示すように、金融機関等に載置されるＡＴＭ１は、外側が鋼板等の金属製の筐体２に覆われており、筐体２の正面側の操作パネル面２ａには紙幣の投入口３が設けられており、この投入口３は、自動または手動のスライド蓋４によって開閉自在になっている。
【００２５】
＜ＡＴＭ１の紙幣収容空間６＞
筐体２の操作パネル面２ａの下部内方には、利用者によって投入口３から投入された紙幣５を一時的に貯留するためのスペースである紙幣収容空間６が画設されている。
ＡＴＭ１の利用者(図５の紙面右側に位置する)から見て、紙幣収容空間６の奥側(図５の紙面左側)には、投入された紙幣５を円滑に紙幣搬送路１１に送るために所定の傾斜角度を有したガイド板７が配置されている。このガイド板７は、図５の実線で示す位置と図示しないストッパで止められるストッパ位置７ｐ(図５の二点鎖線で示す)間を図５の矢印α１方向に往復動するように構成されている。ガイド板７には、図６に示すように、ストッパ位置７ｐに移動した際に繰り出しローラ９の周面の一部を露出するためのローラ窓１０が形成されている。
【００２６】
また、ＡＴＭ１の利用者から見て紙幣収容空間６の手前側(図５の紙面右側)には、図示しないガイドレールに沿って水平方向(図５の紙面左右方向)に往復動自在な(図５に示す位置と図６に示す位置との間を往復する)ビルプレス板８が配置されている。
図６に示すように、紙幣５を紙幣収容空間６内に投入後にスライダ蓋４が閉鎖された後、ビルプレス板８が所定枚数の紙幣５を挟み込んだ状態で前進するとともに、ガイド板７が、そのローラ窓１０から繰り出しローラ９の周面の一部が露出する所定のストッパ位置まで前進するように構成されている。
【００２７】
＜ＡＴＭ１の繰り出しローラ９＞
繰り出しローラ９は、その周面の一部に、例えばウレタンゴム、ブタジエンゴム等の紙幣５を摩擦力で送るための摩擦係数の大きい摩擦部を有する円筒形状のローラであり、図６に示すように、回転駆動されることにより、紙幣５を紙幣収容空間６から紙幣搬送路１１へ１枚ずつ繰り出す働きを担っている。
繰り出しローラ９は、紙幣収容空間６からの紙幣５の繰り出し時において、紙幣５の送りを行うためにガイド板７のローラ窓１０を通してその周面の一部が紙幣収納空間内に突出し、ガイド板７とビルプレス板８とで挟み込まれた紙幣５のうちでガイド板７に当接した状態の１枚の紙幣５の表面に接触しつつ回転し、接触時の紙幣５に働く摩擦力によって紙幣５をガイド板７に沿って、１枚ずつ上方の紙幣搬送路１１に向けて繰り出している(図６参照)。
【００２８】
＜ＡＴＭ１の紙幣搬送路１１＞
紙幣搬送路１１は、紙幣収容空間６から繰り出した紙幣５のうち正常な紙幣を紙幣保管庫へ搬送する一方、しわ券、よれ券等の異常紙幣を一時保管庫または返金するための搬送路である。
紙幣搬送路１１は、図５に示す紙幣収容空間６の投入口３をスライド蓋４で閉塞後にガイド板７がストッパ位置７ｐまで移動した場合(図６参照)に、紙幣収容空間６と連通する紙幣導入口１２を有するとともに、紙幣５を図示しない保管庫、一時保管庫等へ搬送するための二組の一対の紙幣５の送りローラ対２０、２１が、紙幣搬送路１１の上流側から下流側にかけて配置されている。すなわち、図５、図６の紙面に垂直方向に送りローラ対２０、２１がそれぞれ２つ配置される。
【００２９】
＜ＡＴＭ１における紙幣判別機構５０の概要＞
図１は、紙葉類取扱装置であるＡＴＭ１における紙幣判別機構５０を示す図であり、図１(ａ)は、図６に示す実施形態のＡＴＭ１における紙幣搬送路１１のＡ−Ａ線断面図であり、図１(ｂ)は、図１(ａ)のＢ方向矢視図である。
図１に示すように、二組の一対の送りローラ対２０、２１のうちの上流側(紙幣収容空間６に近い側)の送りローラ対２０に並行して、上流側の送りローラ対２０の上方のローラ２０ａとほぼ同軸上に紙幣５の搬送に寄与することなく紙幣５の表面に接触し、その表面状態を検出するセンサ部４１(図１(ｂ)参照)を有する紙幣判別機構５０が設けられている。
【００３０】
図１に示す紙幣判別機構５０は、回転角度検出部４３に設けられたエンコーダ等の検出器により、搬送される紙幣５と接触するセンサ部４１の回転トルク、回転角度の変化等により紙幣状態を判別する構成である。
図６に示すように、下流側(紙幣収容空間６に遠い側)の送りローラ対２１が図示しない回転駆動源によって上流側(紙幣収容空間６に近い側)の送りローラ対２０(モータ２３(図１(ａ)参照)によって駆動される)より回転速度が速く設定されることにより、紙幣５が送りローラ対２１に引っ張られ、この引っ張り力により送りローラ対２０の上方のローラ２０ａとほぼ同軸上にあって紙幣５と接触するセンサ部４１が、接触時の摩擦力によって第二調整バネ４５のバネ力に抗して回転し(図１(ａ)参照)、紙幣５の表面状態に応じた回転角度等が検出される。
【００３１】
＜紙葉類取扱装置であるＡＴＭ１の紙幣５の正常・異常の判定制御＞
図２に示すように、紙幣判別機構５０におけるセンサ部４１からベルト４２を介してエンコーダ等を有する回転角度検出部４３で検出された回転角度等の検出値は、紙幣判別回路３１に入力され、紙幣判別回路３１はこの検出値を基に、摩擦力の大小の摩擦特性に基づき、紙幣５の状態を判別し、正常紙幣か異常紙幣を判別する。そして、紙幣判別回路３１は、紙幣選別回路３２に各紙幣を選別する指示を出力し、紙幣選別回路３２の制御により、正常紙幣の紙幣５を図示しない紙幣保管庫に搬送する一方、異常紙幣の紙幣５を図示しない一時保管庫に搬送または返金のための搬送が行われる。
【００３２】
なお、紙幣判別回路３１、紙幣選別回路３２は、マイコンおよびその周辺回路で構成することも可能である。この場合には、回転角度等の検出値は、増幅回路、Ａ／Ｄ変換回路等の入力インターフェース回路に入力されてマイコンに適合した信号に変換され、マイコンのＲＯＭ(Read Only Memory)に格納されるプログラムの動作により、摩擦力の大小の摩擦特性に基づいて紙幣５の状態から正常紙幣と異常紙幣とを判別し、その判別結果の正常・異常の判定制御信号を、出力インターフェース回路に出力し、この出力インターフェース回路の駆動回路、リレー駆動回路等の駆動信号によって選別搬送を行なう図示しない搬送ローラ等を駆動制御して、紙幣５の選別搬送が行われる。
【００３３】
＜紙幣判別機構５０＞
次に、紙幣判別機構５０構成について、説明する。
図１(ａ)に示すように、左右の送りローラ対２０は、その周面の一部または全部が摩擦部として例えばウレタンゴム、ブタジエンゴム等で形成される円筒状のローラであり、回転自在に支持されるとともに紙幣搬送路１１下方のモータ２３により送りローラ対２０のうちの下方のローラ２０ｂが回転駆動され、紙幣５を摩擦部との摩擦力によって下流に向けて搬送する。
【００３４】
図３は、紙幣判別機構５０の紙幣５の通過前の状態を示す図であって図６に示すＡＴＭ１における紙幣搬送路１１のＡ−Ａ線断面図である。
図４(ａ)は、紙幣判別機構５０の紙幣５の通過時の状態を示す図であって図６に示すＡＴＭ１における紙幣搬送路１１のＡ−Ａ線断面図であり、(ｂ)は、(ａ)図のＣ部拡大図である。
図１の点線で示した紙幣判別機構５０は、その左右にある搬送用の送りローラ対２０とは独立の構成になっており、紙幣判別機構５０において、図３に示すように、紙幣５通過時(図４参照)に紙幣５の表面に接触して回転するセンサ部４１が、紙幣搬送前には下部ローラ２２と距離ｂ(図３参照)離隔されており、紙幣通過前は回転しない構成としている。
【００３５】
図６に示す紙幣収容空間６が配置される上流側から、繰り出しローラ９によって紙幣５が紙幣搬送路１１に向けて搬送されてくると、その紙幣５は紙幣搬送路１１を通過し、図１に示す左右の搬送用の送りローラ対２０に達する。この左右の搬送用の送りローラ対２０は、紙幣５を搬送させる動作のみを行う。
図１(ｂ)に示すように、紙幣５が送りローラ対２０で搬送される際、紙幣判別機構５０のセンサ部４１は、紙幣５の表面と接触して紙幣５との摩擦力により、第二調整バネ４５の引張力のバネ力に抗してある一定角度回転する。この場合の回転角度がベルト４２を介してエンコーダ等を有する回転角度検出部４３に伝達され、その回転検出信号が増幅回路を通して増幅されＡ／Ｄ変換されて紙幣５の表面状態の検出信号として検出される。この検出信号を基に、紙幣５の表面状態を判定し、新券等の正常紙幣としわ券、よれ券等の異常紙幣とを選別する。
【００３６】
センサ部４１(図１、図４参照)は、紙幣５の表面状態に応じて回転するため、紙幣５が正常紙幣か異常紙幣かの正確な判定を行なうには、紙幣５の種類やその基準厚さが変わった場合においても、紙幣５の基準厚さの違いによって回転を起こすことなく、紙幣５の表面状態による厚さ変化分のみによって、センサ部４１の回転が生じることが求められる。このような要求を満たすためには、紙幣５の基準厚さには鈍感であり、紙幣５の表面状態の変化による厚さ変化分に敏感である機構が必要とされる。
この要求を満足するために、図１(ａ)に示すセンサ部４１と下部ローラ２２との距離を調整する第一調整ネジ４６およびセンサ部４１の紙幣５の表面に対する接触深さを調整する図１(ａ)に示す第二調整ネジ４７を設け、センサ部４１を常に一定量の接触深さだけ紙幣５の表面に接触する機構としている。
【００３７】
すなわち、図１の破線で示す紙幣判別機構５０は、紙幣判別用のセンサ部４１と、センサ部４１を支軸４０ａ(図１(ｂ)参照)で回転自在に支持するとともに支軸４８(図１(ｂ)参照)を中心にＡＴＭ１の固定部(図示せず)に回転自在に支持されるセンサホルダ４０と、ベルト４２を介してセンサ部４１に接続されるエンコーダ等を有する回転角度検出部４３と、センサホルダ４０を図１(ｂ)の矢印α２方向に引張りセンサホルダ４０を介して紙幣１１へ垂直荷重Ｎを与えるセンサホルダ４０の上流側(紙幣収容空間６側)に配置される引張バネの第一調整バネ４４と、センサ部４１の回転を抑制する図１(ｂ)に示す引張力Ｆ０を与える引張バネの第二調整バネ４５と、センサ部４１、下部ローラ２２間の距離ｂ(図３参照)を調整する第一調整ネジ４６と、センサ部４１の紙幣５の紙幣表面に対する接触深さを調整する第二調整ネジ４７とを備え構成されている。なお、図１(ａ)においては、理解を容易にするために第一調整ネジ４６を省略して示している。
【００３８】
センサ部４１は、図１(ｂ)に示すように、一定の厚み寸法をもつ半月様の形状を有しており、その円弧状の周面で紙幣５の摩擦特性が測定可能なように摩擦力が大きいゴム等で形成されている。そして、センサ部４１は、前記したように、センサホルダ４０に支軸４０ａ(図１(ｂ)参照)で回転自在に支持されている。
センサ部４１が、接触する紙幣５の表面状態によって第二調整バネ４５の引張力のバネ力に抗して回転する回転角度によって、紙幣５を正常紙幣か異常紙幣かを判別する構成である。
【００３９】
＜紙幣判別機構５０のセンサ部４１が紙幣５の表面に接触する接触深さの設定方法＞
次に、図１に示す紙幣判別機構５０において、センサ部４１が紙幣５の表面に接触する接触深さを設定する方法について図３、図４を用いて説明する。
まず、図３に示すように、センサ部４１が下部ローラ２２に対して所定の距離ｂだけ離隔して非接触状態にする方法を説明する。
図１(ｂ)に示すように、ＡＴＭ１の固定部(図示せず)の支軸４８を中心に回転するように構成されたセンサホルダ４０は、一方の上流側の端部が第一調整バネ４４により上側に引っ張られており、他方の下流側の端部にはセンサ部４１が回転自在に設けられている。
【００４０】
センサホルダ４０は、第一調整バネ４４の上方への引張力のバネ力により支軸４８を中心に反時計廻りに回転し、センサ部４１が第一調整バネ４４のバネ力により下部へ押し下げられる。
センサ部４１の下部ローラ２２は、図１(ａ)に示すように、送りローラ対２０の下方のローラ２０ｂと同軸に取り付けられており、モータ２３により送りローラ対２０とともに回転している。下部ローラ２２は、送りローラ対２０の下方のローラ２０ｂと同径であり、これにより、紙幣５の通過時に、紙幣５の下面が送りローラ対２０の下方のローラ２０ｂ、２０ｂおよび下部ローラ２２で成す平面上を通過することができ、円滑な紙幣５の搬送が可能である。
【００４１】
なお、下部ローラ２２は、送りローラ対２０の下方のローラ２０ｂと異なる径とすることもできるが、この場合には、送りローラ対２０の下方のローラ２０ｂ、２０ｂおよび下部ローラ２２で平面を形成しないことから、紙幣５の通過時には、紙幣５の下面が送りローラ対２０の下方のローラ２０ｂ、２０ｂおよび下部ローラ２２で成す非平面上を通過することになる。
【００４２】
一方、センサ部４１は、紙幣５との摩擦力が大きくなり過ぎると紙幣５が正常か異常かの摩擦力を用いた判定が不可能になるので、紙幣５の表面にのみ接触する必要がある。そのため、図３に示すように、紙幣５が搬送され通過する前の状態においては、センサ部４１は、下部ローラ２２とは非接触状態としている。
このセンサ部４１と下部ローラ２２との離隔距離ｂ(図３参照)を調整するのが、図１(ｂ)に示す第一調整ネジ４６であり、第一調整ネジ４６を回転させて、センサホルダ４０の一方端部を下部に押し下げるとセンサホルダ４０は支軸４８を中心に時計廻りに回転する。
【００４３】
この際、センサホルダ４０の他方端部に支持されているセンサ部４１は、センサホルダ４０の支軸４８を中心とする時計廻りの回転につれて上部に移動し、図３に示すように、紙幣５が上流側から搬送される前には、センサ部４１を下部ローラ２２と距離ｂ（例えば１０ｕｍ）だけ離隔することができる。このようにして、紙幣５の搬送前にセンサ部４１が下部ローラ２２に当たって回転して誤動作しないような適切な距離に、第一調整ネジ４６で調整された後にナット４６ｎにより動かないように固定される。センサ部４１は、距離ｂ(図３参照)下部ローラ２２と離隔されているため、紙幣５が搬送される前は検出機構のセンサ部４１は回転することなく停止しており、誤測定が発生することが防止されている。
【００４４】
＜紙幣５の厚さに拘らず一定の距離だけ紙幣５の表面に接触する機構＞
次に、紙幣５の紙幣の厚さが変わった場合でも、センサ部４１が常に一定の距離、すなわち接触深さだけ紙幣５の表面に接触する機構について説明する。
図１(ｂ)に示すように、半月様の形状のローラ形を成すセンサ部４１は、センサホルダ４０に対して支軸４０ａで回転自在に構成されており、第二調整バネ４５により搬送方向の上流側に一定の引張力Ｆ０のバネ力で引張られている。
また、センサ部４１はベルト４２を介して回転角度検出部４３に接続されており、紙幣５が搬送されて第二調整バネ４５の引張力Ｆ０より大きいセンサ部４１を回転させる摩擦力が働いた場合、センサ部４１が回転し、その回転量が回転角度検出部４３で検出される構成である。
【００４５】
図３に示すように、センサホルダ４０には、センサ部４１の紙幣５の表面に対する接触深さを調整する第二調整ネジ４７が設けられている。
コ字状支持部材５１における上流側の送りローラ対２０の上方のローラ２０ａを支持するローラ支持部５２(図３参照)と第二調整ネジ４７の先端部との間に、所定距離ａが形成されるように、第二調整ネジ４７をセンサホルダ４０の調整部４０ｈに対して廻して調整し、固定用のナット４７ｎで動かないように固定する。なお、センサホルダ４０の調整部４０ｈには、第二調整ネジ４７の雄ねじに螺合する雌ねじが螺刻されている。
【００４６】
また、送りローラ対２０の上方のローラ２０ａを支持するコ字状支持部材５１は、紙幣判別機構５０と独立して、ＡＴＭ１の図示しない固定軸廻りに回転自在に支持されるとともに、図３に示すように、ローラ支持部５２に支持される送りローラ対２０の上方のローラ２０ａが、下方のローラ２０ｂに当接するように、図示しないバネ等の弾性材により付勢されている。
【００４７】
＜紙幣判別機構５０におけるセンサ部４１の紙幣５の表面への接触深さの調整方法＞
次に、図３、図４を用いて、センサ部４１の紙幣５への接触深さを調整する方法について説明する。
図４に示すように、紙幣５が一組の送りローラ対２０間に搬送されてきた場合、その紙幣５の紙幣厚さにより両側の送りローラ対２０の上方のローラ２０ａが持ち上げられる。
ここで、図３に示すように、送りローラ対２０の上方のローラ２０ａを支持するローラ支持部５２の上部と第二調整ネジ４７の先端部との間は、第二調整ネジ４７を調整することにより、所定距離ａ離隔されている。
【００４８】
厚さＴの紙幣５が、上流側から搬送されてくる場合、まず両側の送りローラ対２０のうちの上方のローラ２０ａが、図３に示す状態から、紙幣５の厚さＴにより高さＴ分上昇する(図４参照)。しかしながら、送りローラ対２０の上方のローラ２０ａを支持するローラ支持部５２の上部とセンサホルダ４０に螺着している第二調整ネジ４７の先端部との間には所定距離ａ離隔されているため、センサ部４１は、第二調整ネジ４７の先端部がローラ支持部５２の上部で押圧され、（Ｔ−ａ）分上昇する。
【００４９】
このように、センサ部４１は、送りローラ対２０の上方のローラ２０ａの上昇と共に移動するため、紙幣厚さＴの紙幣５に対しては、Ｔ−（Ｔ−ａ）＝ａの接触深さをもって表面に接触することになる。しかし、上述したように、第一調整ネジ４６によりセンサ部４１と下部ローラ２２との間には紙幣搬送前に予め距離ｂ(図３、図１(ａ)参照)だけ隙間が設けられているので、実際にはセンサ部４１は距離（ａ−ｂ）の接触深さで紙幣５の表面に接触することになる。この接触深さ（ａ−ｂ）は、上述の関係により紙幣５の厚さＴが代わっても変化せずに常に一定の接触深さとなる。
【００５０】
例えば、紙幣厚さＴ＝１００μｍ、距離ａ＝３０μｍ、ｂ＝１０μｍと仮定する。図３、図４に示すように、両側の送りローラ対２０の上方のローラ２０ａは紙幣厚さ分であるＴ＝１００μｍ上昇する。しかし、センサ部４１が回転自在に支持されるセンサホルダ４０は、（Ｔ−ａ）＝７０μｍしか上昇せず、センサ部４１は紙幣表面にａ＝３０μｍ接触する筈である、しかし、紙幣搬送前にセンサ部４１と下部ローラ２２との間に予め隙間ｂ＝１０μｍが設定されているため、実際にセンサ部４１が紙幣表面に接触する接触深さは（ａ−ｂ）＝２０μｍとなる。
【００５１】
このように、紙幣の厚さＴが変わった場合でも、図３、図４に示すように、常に所定距離（ａ−ｂ）の接触深さだけセンサ部４１は紙幣５の表面に押し付けられるため、紙幣の厚さＴに拘らず紙幣表面の状態（紙幣厚さ変化分）に応じてセンサ部４１は回転することが可能となる。
さらに詳しく紙幣状態の判別法を説明すると、例えば、新券の基準厚さをＴ０、よれ券の厚さをＴ０＋α１とすると、厚さ変化分α１が（ａ−ｂ）より小さい場合には、センサ部４１と接触しないのでセンサ部４１に回転を生じないが、（ａ−ｂ）＜α１のよれ券ではセンサ部４１と紙幣５が接触し、接触量に応じてセンサ部４１が回転し、回転信号が紙幣判別回路３１(図２参照)で検出されることにより、よれ券を選別することが可能となる。
【００５２】
紙幣５の紙幣通過後には、図３に示すように、両側の送りローラ対２０の上方のローラ２０ａおよびセンサホルダ４０は再び降下するが、センサホルダ４０が支軸４８(図１(ｂ)参照)に支持されており、センサ部４１と下部ローラ２２との距離は紙幣通過前に設定した所定距離ｂに保持されるため、紙幣通過後にはセンサ部４１は下部ローラ２２と接触することがないため、センサ部４１の回転は徐々に停止する。
【００５３】
これらの二つの調整ネジ４６、４７による調整機構を設けることにより、基準厚さの異なる紙幣５が搬送されてきた場合でも、図４(ｂ)に示すように、センサ部４１を所定量（ａ−ｂ）の接触深さをもって紙幣５の表面に接触させることが可能となるため、基準厚さの異なる種類の紙幣５についても、紙幣判別を同様に行うことができ、紙幣５の基準厚さ変化によるセンサ部４１の誤動作を防止することが可能である。
さらに、図１(ｂ)に示すように、センサ部４１の荷重Ｎを調整する第一調整バネ４４及びセンサ部４１の回転力を調整する及び第二調整バネ４５を設けることにより、紙幣判別機構５０において、正常紙幣と異常紙幣を選別する判定条件を最適に調整することができる。
【００５４】
＜紙幣５の正常／異常紙幣かの判定＞
図７は、紙幣判別機構５０のセンサ部４１で測定した紙幣５通過時のエンコーダ信号の一例を示した図であり、横軸に時間(ｍｓ)をとり縦軸にセンサ部４１の回転角度を変換した電圧(Ｖ)をとっている。図７(ａ)は、新券の正常紙幣の測定信号の例であり、図７(ｂ)は、よれ券の異常紙幣の測定信号の例である。
紙幣５の表面状態により、図７(ａ)に示す新券(正常紙幣)と図７(ｂ)に示すよれ券(異常紙幣)とのエンコーダの回転角度に比例した電圧変化が異なっており、紙幣判別が可能であることが示されている。例えば、図７(ｂ)に示す表面状態の悪い異常紙幣のよれ券は、図７(ａ)に示す表面状態の良い正常紙幣の新券より、電圧のピ−ク値が高くなっている。
【００５５】
このことから、例えば、３Ｖを正常紙幣か異常紙幣かを判別する閾値として用いて、３Ｖ以下の場合には正常紙幣と判定し、３Ｖを超える場合はよれ券等の異常紙幣と判定することができる。
また、図７(ａ)に示す表面粗さの滑らかな正常紙幣のピーク値の幅ｂ１が、図７(ｂ)に示す表面粗さの荒い異常紙幣のよれ券のピーク値の幅ｂ２より短いことに着目し、所定のピーク値幅を正常紙幣か異常紙幣かを判別する閾値として用いることもできる。
【００５６】
また、図７(ａ)に示す表面粗さの滑らかな正常紙幣のピーク値ｐs１、ｐs２、ｐs３の数が３つであり、図７(ｂ)に示す表面粗さの荒い異常紙幣のよれ券のピーク値ｐi１、ｐi２、ｐi３、ｐi４、ｐi５、ｐi６の数が６つであり、ピーク値の数が正常紙幣より異常紙幣が多くなることに着目し、所定のピーク値の数を正常紙幣か異常紙幣かを判別する閾値として用いることもできる。
【００５７】
これらピ−ク値、ピーク値幅、ピーク値の数等を適宜組み合わせまたはこれらの少なくとも一つを、正常紙幣か異常紙幣かを判別する閾値として、用いることが可能である。
例として、図７で検出された電圧Ｖのピーク値により紙幣判別を行う方法を、図８に従って説明する。なお、図８は、図７で検出された電圧Ｖのピーク値により紙幣判別を行う際のフローチャートを示す図である。
まず、図７に示すように、紙幣判別機構５０のセンサ部４１で測定した紙幣５のエンコーダ信号を取得し、センサ部４１の回転角度から紙幣５の表面粗さを測定する(図８のＳ０１)。
【００５８】
続いて、紙幣５の表面粗さにより、センサ部４１の回転に比例した検出電圧のピーク値が、正常紙幣か異常紙幣かを判定する閾値の所定の値Ｖ０以下か否かを判断し、正常紙幣か異常紙幣かを判別する(図８のＳ０２)。
図８のＳ０２において、センサ部４１の回転に比例した検出電圧のピーク値が所定の値Ｖ０以下の場合(図８のＳ０２でＹes)には、正常紙幣と判別して紙幣保管庫に搬送する(図８のＳ０３)。
【００５９】
一方、図８のＳ０２において、センサ部４１の回転に比例した検出電圧のピーク値が所定の値Ｖ０より大きい場合(図８のＳ０２でＮo)には、異常紙幣として一時保管庫へ搬送するかまたは返金処理を行う。
以上の処理を行うことにより、ＡＴＭ１に投入される紙幣５のうちから異常紙幣を排除して正常紙幣のみ紙幣保管庫に搬送することで、ＡＴＭ１の障害発生率を低減することが可能である。
【００６０】
＜＜変形形態＞＞
ところで、センサ部４１の紙幣５と接触する部分には、紙幣状態に応じて最適なウレタンゴム等のゴム部材またはポリアセタール、ＡＢＳ(Acrylonitrile、Butadiene、Styreneの共重合合成樹脂)等のプラスチック部材等で構成することも可能である。国によっては、紙幣がポリイミドフィルム等により製造されていることもあるため、センサ部４１の回転力を効率よく生じるのに最適な部材で構成することがより望ましい。
また、センサ部４１の幅および個数については、センサ部４１の幅はより広くかつ個数が多い方が紙幣の表面状態をより広い面積範囲およびより多い測定箇所で測定できるため、より高精度な紙幣判別機構５０を実現することが可能である。
【００６１】
さらに、センサ部４１の感度を上げるために、センサ部４１から紙幣５に加わる荷重Ｎ(図１(ｂ)参照)のうちの調整が効かない重量部分を減少させることを目的に、図１に示したセンサ部４１を有するセンサホルダ４０と回転角度検出部４３とを分離して、回転角度検出部４３を別部材に固定するとともにベルト４２を介してセンサ部４１と連動するように構成することで、センサ部４１を有するセンサホルダ４０の軽量化を図ることができる。これにより、センサ部４１から紙幣５に加わる荷重Ｎのうちの重量部分を極力減少させ、センサ部４１の測定感度を向上させ、紙幣５の判別をより高精度に行うことが可能である。
【００６２】
なお、紙幣判別機構５０をＡＴＭ１に搭載する場合には、紙幣判別機構５０において、調整ネジ４６、４７によりそれぞれ離隔距離ａ、ｂ(図３参照)が最適な値に調整される。また、第一調整バネ４４により押付荷重Ｎ(図１(ｂ)参照)が最適な値に調整されるとともに第二調整バネ４５によりセンサ部４１のバネ力Ｆ0(図１(ｂ)参照)は最適な値に調整され固定されるため、より小型化、簡略化された機構として搭載される。
【００６３】
例えば、バネ力Ｆ0としては、１０〜２０ｇが判別性良好であり、５ｍｍの伸びで２０ｇ位の引張力のバネ定数の引張バネが、第二調整バネ４５として好適である。また、押付荷重Ｎは、低過ぎる場合、例えば２０〜３０ｇの場合には、振動が生じて不安定になる一方、２００ｇとすると重過ぎ測定感度が低下するが、５０〜１５０ｇの場合には測定が安定して行なえ、好適である。
また、センサ部４１は、搬送中の紙幣５に所定量の接触深さで接触し、紙幣５の表面状態（紙幣厚さ変化分）に応じて所定の角度回転し紙幣５の厚さ変化分を回転角度として検出できれば、前記の半月様状のローラ以外にカム等によって構成してもよい。
【００６４】
＜＜第２実施形態＞＞
次に、第２実施形態の紙葉類取扱装置であるＡＴＭ１について、図９を用いて説明する。なお、図９は、第２実施形態の紙葉類取扱装置であるＡＴＭ１の紙幣判別機構５０の構成を示す図１(ａ)のＢ方向から見た図である。
第２実施形態のＡＴＭ１の紙幣判別機構５０は、センサ部４１の動作を、第１実施形態の回転角度検出部４３に代替して、フォトセンサ等の変位センサで検出するように構成している。
【００６５】
これ以外の構成は、第１実施形態と同様であるので、同一の構成要素には、第１実施形態と同一の符号を付して示し、詳細な説明を省略する。
図９において、変位センサ５５は反射型のフォトセンサ等で構成されており、投射光をセンサ部４１と一体に形成されたレバー部５６に投射し、レバー部５６からの反射光を変位センサ５５で検出することにより、センサ部４１の動作（変位）を検出するものである。
ここで、レバー部５６としては、ポリアセタール、ＡＢＳ等のプラスチックレバーが適用でき、反射性を高めるためには、レバー部５６の反射面に反射テープ、白色の紙等を貼り付けてもよい。
【００６６】
変位センサ５５で検出された検出信号は電圧に変換され、図２に示す紙幣判別回路３１に入力される。そして、紙幣判別回路３１は紙幣５の摩擦特性に基づき、紙幣５の状態を判別し、紙幣選別回路３２に各紙幣５の選別の指示を出力し、紙幣選別回路３２で紙幣５の選別が行われる。紙幣選別回路３２の指示に従い、正常紙幣は図示しない紙幣保管庫へ搬送する一方、異常紙幣は一時保管庫へ搬送するかまたは返金して処理を終了する。
前記したように、最適な状態で紙幣判別機構５０を構成することにより、正常紙幣か異常紙幣かの正確な判別が可能となり、紙幣ジャム等のトラブルが起こりにくく、信頼性の高いＡＴＭ１を提供することが可能となる。
【００６７】
ここで、変位センサとしては、センサ部４１の回転角度が検出できればよいので、フォトセンサ以外の磁気センサでもよく、センサとしては、第１実施形態のエンコーダ、第２実施形態のフォトセンサに限定されない。なお、第１実施形態で例示したエンコーダは、簡素かつ信頼性の高い構造で、かつ低コストで有利である。
なお、変位センサとしては、感度が良い、応答速度が速い、安価である等が紙幣判別機構５０に適用する条件として挙げられる。
【００６８】
＜＜作用効果＞＞
本発明によれば、紙葉類である紙幣の種類や基準厚さが異なる紙幣でも表面状態（紙幣厚さ変化分）を同一の検出器で正確に判別することが可能となり、効率的に紙幣を選別することができる。また、トルクメータ等を用いるよりもコスト的に安価な紙葉類取扱装置を提供することが可能である。
【００６９】
なお、特許請求の範囲の請求項１の接触部として、第１実施形態では、図１(ａ)、図４に示すように、送りローラ対２０の下方のローラ２０ｂと同径、同軸の下部ローラ２２を例示して説明したが、接触部としては、例示した下部ローラ２２以外に、紙幣５の動きに従って回転するフリーな非駆動ローラとしてもよいし、紙幣５の下面と単に滑らかにすべるスベリ面としてもよく、第１実施形態で例示した下部ローラ２２に限定されない。
なお、接触部をスベリ面とした場合には、スベリ面は不動であるので、センサ部４１の誤検出は発生しないので、紙幣５の非通過時に、スベリ面にセンサ部４１を接触させる構成とすることが可能である。
【００７０】
なお、本実施形態では、紙葉類として紙幣５を例示して説明したが、紙葉類であれば紙幣５以外にも幅広く適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】(ａ)は、図６に示す本発明の第１実施形態の紙葉類取扱装置であるＡＴＭにおける紙幣搬送路のＡ−Ａ線断面図であり、 (ｂ)は、 (ａ)図のＢ方向矢視図である。
【図２】第１実施形態のＡＴＭの信号処理方法のブロック図である。
【図３】第１実施形態のＡＴＭにおける紙幣判別機構の紙幣の通過前の状態を示す図であって図６に示すＡＴＭにおける紙幣搬送路のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】(ａ)は、第１実施形態のＡＴＭにおける紙幣判別機構の紙幣の通過時の状態を示す図であって図６に示すＡＴＭにおける紙幣搬送路のＡ−Ａ線断面図であり、(ｂ)は、(ａ)図のＣ部拡大図である。
【図５】第１実施形態の紙葉類取扱装置であるＡＴＭの初期状態を示す内部の概念的側断面図である。
【図６】第１実施形態の紙葉類取扱装置であるＡＴＭにおける投入された紙幣を紙幣搬送路に送る動作を示す内部の概念的側断面図である。
【図７】(ａ)は、第１実施形態の新券の正常紙幣の測定信号の例であり、図７(ｂ)は、第１実施形態のよれ券の異常紙幣の測定信号の例である。
【図８】第１実施形態の図７で検出された電圧Ｖのピーク値により紙幣判別を行う際のフローチャートを示す図である。
【図９】第２実施形態の紙葉類取扱装置であるＡＴＭの紙幣判別機構の構成を示す図１(ａ)のＢ方向から見た図である。
【図１０】従来の紙葉類取扱装置の二組の送りローラ対を用いて紙葉類の摩擦力測定方法を示す概念的側面図である。
【図１１】従来の紙葉類取扱装置の紙葉類判別方法の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７２】
１ ＡＴＭ(紙葉類取扱装置)
５ 紙幣(紙葉類)、
６ 紙幣収容空間(紙葉類収容空間)、
２０ 送りローラ対(２組のローラ対、上流側のローラ対)、
２０ａ 上方のローラ(一方側のローラ)、
２１ 送りローラ対(２組のローラ対、下流側のローラ対)、
２２ 下部ローラ(接触部)
２３ モータ(上流側のローラ対の回転駆動源)
３１ 紙幣判別回路(判定手段)、
４０ センサホルダ(圧力付加手段)、
４１ センサ部(検出手段)
４２ ベルト(減速機構)、
４３ 回転角度検出部(判定手段、検出器)、
４４ 第一調整バネ(圧力付加手段)、
４５ 第二調整バネ(回転力調整手段)、
４６ 第一調整ネジ(第１の調整機構、荷重調整手段)、
４７ 第二調整ネジ(第２の調整機構)、
５２ ローラ支持部(一方側のローラの支持機構)
５５ 変位センサ(変位検出器)、
５６ レバー部(請求項３の部材)
ａ 第２所定距離
ｂ 第１所定距離
Ｔ 紙幣の厚さ寸法(紙葉類５の厚さ寸法)
【特許請求の範囲】
【請求項１】
紙葉類収容空間に投入された紙葉類を搬送し、該紙葉類が正常な紙葉類か異常な紙葉類かを選別する紙葉類取扱装置であって、
前記紙葉類の搬送方向の上流側、下流側にそれぞれ設けられ前記紙葉類を搬送する少なくとも２組のローラ対と、
前記下流側のローラ対を前記上流側のローラ対より大きい速度で回転駆動する前記２組のローラ対の回転駆動源と、
前記２組の各ローラ対と独立して前記上流側のローラ対に並行して設けられ、前記紙葉類の表面状態を検出する検出手段と、
前記検出手段に対向して設けられ、前記検出手段との間で前記紙葉類を通過させ該紙葉類に接触する接触部と、
前記検出手段の検出結果に基づいて前記紙葉類の状態判定を行う判定手段とを備え、
前記検出手段は、搬送中の前記紙葉類に所定の圧力を付加する圧力付加手段と、前記接触部と前記検出手段との間の第１所定距離を調整する第１の調整機構と、前記上流側のローラ対のうちの一方側のローラの支持機構と第２所定距離離隔され搬送中の前記紙葉類に対する前記検出手段の接触深さを調整する第二の調整機構とを有し、
前記搬送される紙葉類の通過時に、前記上流側のローラ対のうちの前記一方側のローラが前記紙葉類の厚さ寸法に応じて移動するとともに該移動に伴い前記検出手段を移動させ、前記検出手段を、前記搬送中の紙葉類に前記第１所定距離減算された前記接触深さで接触させて回転させることにより、前記検出手段によって前記紙葉類の表面状態を検出し、該検出手段の検出結果に基づいて前記判定手段によって前記紙葉類の状態判定を行う
ことを特徴とする紙葉類取扱装置。
【請求項２】
請求項１に記載の紙葉類取扱装置において、
前記検出手段により検出される前記紙葉類の表面状態は、前記検出手段に減速機構を介して接続された検出器により検出される
ことを特徴とする紙葉類取扱装置。
【請求項３】
請求項１に記載の紙葉類取扱装置において、
前記検出手段により検出される前記紙葉類の表面状態は、前記検出手段と一体で形成された部材の前記紙葉類の表面状態による移動変位を測定する変位検出器により検出される
ことを特徴とする紙葉類取扱装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のうちの何れか一項に記載の紙葉類取扱装置において、
前記検出手段の前記紙葉類の表面に接触する箇所にプラスチック部材またはゴム部材を形成する
ことを特徴とする紙葉類取扱装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のうちの何れか一項に記載の紙葉類取扱装置において、
前記検出手段の前記紙葉類の表面に接触する接触荷重を調整する荷重調整手段を設けた
ことを特徴とする紙葉類取扱装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のうちの何れか一項に記載の紙葉類取扱装置において、
前記検出手段の前記紙葉類の表面に接触する際の回転力を調整する回転力調整手段を設けた
ことを特徴とする紙葉類取扱装置。
【請求項１】
紙葉類収容空間に投入された紙葉類を搬送し、該紙葉類が正常な紙葉類か異常な紙葉類かを選別する紙葉類取扱装置であって、
前記紙葉類の搬送方向の上流側、下流側にそれぞれ設けられ前記紙葉類を搬送する少なくとも２組のローラ対と、
前記下流側のローラ対を前記上流側のローラ対より大きい速度で回転駆動する前記２組のローラ対の回転駆動源と、
前記２組の各ローラ対と独立して前記上流側のローラ対に並行して設けられ、前記紙葉類の表面状態を検出する検出手段と、
前記検出手段に対向して設けられ、前記検出手段との間で前記紙葉類を通過させ該紙葉類に接触する接触部と、
前記検出手段の検出結果に基づいて前記紙葉類の状態判定を行う判定手段とを備え、
前記検出手段は、搬送中の前記紙葉類に所定の圧力を付加する圧力付加手段と、前記接触部と前記検出手段との間の第１所定距離を調整する第１の調整機構と、前記上流側のローラ対のうちの一方側のローラの支持機構と第２所定距離離隔され搬送中の前記紙葉類に対する前記検出手段の接触深さを調整する第二の調整機構とを有し、
前記搬送される紙葉類の通過時に、前記上流側のローラ対のうちの前記一方側のローラが前記紙葉類の厚さ寸法に応じて移動するとともに該移動に伴い前記検出手段を移動させ、前記検出手段を、前記搬送中の紙葉類に前記第１所定距離減算された前記接触深さで接触させて回転させることにより、前記検出手段によって前記紙葉類の表面状態を検出し、該検出手段の検出結果に基づいて前記判定手段によって前記紙葉類の状態判定を行う
ことを特徴とする紙葉類取扱装置。
【請求項２】
請求項１に記載の紙葉類取扱装置において、
前記検出手段により検出される前記紙葉類の表面状態は、前記検出手段に減速機構を介して接続された検出器により検出される
ことを特徴とする紙葉類取扱装置。
【請求項３】
請求項１に記載の紙葉類取扱装置において、
前記検出手段により検出される前記紙葉類の表面状態は、前記検出手段と一体で形成された部材の前記紙葉類の表面状態による移動変位を測定する変位検出器により検出される
ことを特徴とする紙葉類取扱装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のうちの何れか一項に記載の紙葉類取扱装置において、
前記検出手段の前記紙葉類の表面に接触する箇所にプラスチック部材またはゴム部材を形成する
ことを特徴とする紙葉類取扱装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のうちの何れか一項に記載の紙葉類取扱装置において、
前記検出手段の前記紙葉類の表面に接触する接触荷重を調整する荷重調整手段を設けた
ことを特徴とする紙葉類取扱装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のうちの何れか一項に記載の紙葉類取扱装置において、
前記検出手段の前記紙葉類の表面に接触する際の回転力を調整する回転力調整手段を設けた
ことを特徴とする紙葉類取扱装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００９−２５２２０９（Ｐ２００９−２５２２０９Ａ）
【公開日】平成２１年１０月２９日（２００９．１０．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１０３３９８（Ｐ２００８−１０３３９８）
【出願日】平成２０年４月１１日（２００８．４．１１）
【出願人】（５０４３７３０９３）日立オムロンターミナルソリューションズ株式会社 (1,225)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月２９日（２００９．１０．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年４月１１日（２００８．４．１１）
【出願人】（５０４３７３０９３）日立オムロンターミナルソリューションズ株式会社 (1,225)
【Ｆターム（参考）】
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